Actividad "Espectroscopía Casera"

Descripción¶

La espectroscopía es la herramienta fundamental de la biotecnología analítica. Nos permite medir concentraciones de ADN, identificar proteínas y analizar estructuras químicas. En esta actividad, desmitificaremos estos costosos aparatos construyendo uno nosotros mismos usando “basura” común.

Analizaremos la composición de la luz que nos rodea y descubriremos que “blanco” no siempre significa lo mismo.

Objetivos de aprendizaje¶

1. Construir un dispositivo de difracción funcional.

2. Diferenciar entre espectros continuos (térmicos) y espectros de línea (cuánticos).

3. Relacionar el espaciado de las pistas de un CD con la difracción de la luz.

Materiales¶

• Un CD o DVD viejo (que no te importe rayar).

• Un tubo de cartón (de papel higiénico o de cocina).

• Cartulina negra u opaca.

• Cinta adhesiva.

• Tijeras o cúter.

Marco Teórico¶

Un CD tiene pistas de datos espaciadas aproximadamente $1.6 \mu \text{m}$ ($1600 \text{ nm}$). Esto actúa como una red de difracción. Cuando la luz rebota en estas micro-estructuras, las ondas interfieren entre sí, separando los colores según su longitud de onda ($\lambda$), similar a un prisma.

Instrucciones de Construcción¶

1. La Rendija: Recorte un círculo de cartulina del tamaño del tubo. Haga un corte muy fino (rendija) en el centro, de unos $2 \text{ cm}$ de largo y menos de $1 \text{ mm}$ de ancho. Pegue esto en un extremo del tubo.

2. La Ventana de Observación: Cerca del OTRO extremo del tubo, corte una pequeña ventana rectangular.

3. La Red: Inserte un pedazo de CD (o pegue el CD entero) en el extremo opuesto a la rendija, inclinado aproximadamente $45^\circ$.

4. Uso: Apunte la rendija hacia una fuente de luz y mire a través de la ventana hacia el CD. Debería ver un arcoíris proyectado.

El Experimento: Caza de Espectros¶

Apunte su espectroscopio a las siguientes fuentes y dibuje lo que ve (¡Cuidado: NUNCA mire directamente al sol! Apunte al cielo o a una nube blanca):

1. Luz Solar (o bombilla incandescente vieja): ¿Es una banda continua o tiene huecos?

2. Luz Fluorescente (tubos blancos de oficina): ¿Ve líneas de colores separados? Esas son las “firmas” del Mercurio.

3. Luz LED (blanca): ¿Se parece más al sol o a la fluorescente?

4. Pantalla de Computadora (Fondo blanco): ¿Es realmente blanca?

Preguntas de discusión¶

1. Si quisiera medir la concentración de una proteína que absorbe luz UV a $280 \text{ nm}$, ¿podría usar este espectroscopio de CD? (Piense en el material del CD y lo que nuestros ojos pueden ver).

2. ¿Por qué un DVD (pistas de $0.74 \mu \text{m}$) separa los colores más (“abre” más el abanico) que un CD tradicional?

Entregable¶

Fotos del dispositivo construido y los dibujos de los espectros observados comparando la luz solar vs la luz fluorescente.

Rúbrica de Evaluación¶