L'arc de Sant Martí és un espectre continu de la llum visible produït per la refracció de la llum del sol en gotetes d'aigua en suspensió en l'aire.
Unespectre és la distribució formada pel conjunt de valors, ordenats segons la sevalongitud d'ona,freqüència,energia o altres magnituds, que poden observar-se en un feix, unaradiació o un sistema. Els espectres poden produir-se en fenòmens naturals, com ara l'arc de Sant Martí, o obtenir-se mitjançant aparells anomenatsespectròmetres, que separen els feixos de llum o de partícules en funció de la seva longitud d'ona, de la seva relació càrrega-massa o altres magnituds.
Dibuix del llibre deNewtonOptikcs on es descriu la descomposició i recomposició de la llum blanca per un prisma i l'arc de sant Martí.
El físic anglèsIsaac Newton (1642-1727) va fer servir el concepte d'espectre per primera vegada en el llibreOpticks‘Òptica’ (1704) per descriure els set colors de l'arc de Sant Martí o l'espectre de colors de la llum visible que apareixen després de passar per unprisma òptic.[1] A mesura que avançava la comprensió científica de la llum, es va aplicar a tota la radiació electromagnètica. D'aquesta manera, el concepte que inicialment feia un mapa d'una gamma de magnituds, en aquest caslongituds d'ona, va evolucionar i ara significa una gamma de qualitats, que són no només els colors de l'arc de Sant Martí, però també altres propietats de la llum fora de l'espectre de la llum visible.Johann W. von Goethe (1749-1832) feia servir la paraula espectre (Spektrum) per designar laimatge residual òptica fantasmal en la sevaZur Farbenlehre ‘Teoria dels colors (1810) iArthur Schopenhauer (1788-1860) en l'obraUeber das Sehn und die Farben‘Sobre la visió i els colors.[2]
Des de llavors, el mot s'ha aplicat per analogia a fenòmens fora de l'òptica. Així, es parla de l'«espectre de l'opinió política», o de l'«espectre d'activitat» d'un medicament, o de l'«espectre de l'autisme». En aquests casos, els valors no són associats amb nombres o definicions quantificables amb precisió. Agrupen una àmplia gamma de condicions o comportaments que s'estudien junts. Fora de les ciències naturals, el concepte metafòric sovint perd precisió.[3]
Un diagrama d'unmonocromador de reixa de Czerny-Turner. La llum (A) s'enfoca a una escletxa d'entrada (B) i està col·limada per un mirall corbat (C). El feix col·limat es difracta des d'una reixa giratòria (D) i el feix dispers es torna a enfocar per un segon mirall (E) a l'escletxa de sortida (F). Cada longitud d'ona de la llum s'enfoca a una posició diferent de l'escletxa, i la longitud d'ona que es transmet a través de l'escletxa (G) depèn de l'angle de rotació de la reixa.
La paraula prové del llatíspectrum que significa «imatge, simulacre»[4] Ja abans del terme científic, en català la paraula es feia servir per a indicar unfantasma o l'esperit d'un mort invisible que apareix d'un cop.[5] En mots compostos doctes, es fa servir el prefix «espectro-» com araespectrògraf, espectrometria i molts altres.
Els espectròmetres permeten obtenir espectres a partir de feixos de radiacions. Unespectròmetre òptic permet descompondre la radiació electromagnètica policromàtica que li arriba en radiacions monocromàtiques. En general, un espectròmetre òptic consta d'una escletxa, uncol·limador i unmonocromador, sistema dispersor constituït per un o diversosprismes òptics o per unaxarxa de difracció. Si el dispersor és un prisma o una xarxa de difracció hom té un espectròmetre d’escletxa; si és uninterferòmetre o una combinació d’interferòmetres i xarxes de difracció es tracta d'un espectròmetre interferencial. Si l'espectre s'observa directament amb l'ull, es tracta d'unespectroscopi; si es recull sobre un suport d’imatge, com unacàmera fotogràfica, electronogràfica,CCD, o de televisió, es tracta d'unespectrògraf.[6]
Elsespectròmetres de masses s'utilitzen per separar ions, generalment cations, amb diferent relació càrrega-massa. Es fonamenten en l’acció dels camps elèctric i magnètic sobre les partícules amb càrrega elèctrica. En tot espectròmetre hi ha dues parts: un selector de les velocitats de les partícules, que només deixa passar partícules d’una velocitat determinada, i el separador de les partícules de massa diferent.[7]
Espectre magnètic d'un imant de barra rectangular.
En lesciències naturals avui es fa servir per indicar l'espectre electromagnètic de la llum. Més tard el significat es va estendre per aplicar-se a altres ones, com araones sonores, espectre acústic[8] iones marines que també es podien mesurar en funció de la freqüència.
Espectre elèctric. Figura que permet visualitzar leslínies de camp o de força d’uncamp elèctric, i que és obtinguda en espargir partícules d’una substància conductora sobre una superfície no conductora situada en el si del camp elèctric.[9]
Espectre magnètic. Figura emprada per visualitzar les línies de camp d’uncamp magnètic i que és obtinguda en espargir llimadures de ferro sobre una superfície no magnètica situada en el si del camp magnètic.[10]Espectre electromagnetic.
Espectre electromagnètic. Conjunt de totes lesones electromagnètiques. Aquestes són classificades atenent a llurlongitud d’ona λ,freqüènciaf,nombre d’onak o energiaE, i formen un espectre continu (conté tots els valors). L’espectre electromagnètic és dividit, per conveni, en diferents dominis espectrals o bandes, l’amplada dels quals varia d’uns convenis a uns altres. Generalment la divisió és, en ordre decreixent de longituds d'ona (o creixent en freqüència i energia): l'espectre hertzià,radiolèctric o d'ones de radio (λ > 10–4 m), l'infraroig (λ entre 8 × 10–7 i 10–3 m), l'espectre visible (λ entre 4 × 10–7 i 8 × 10–7 m), l'ultraviolat (λ entre 10–9 i 4 × 10–7 m), el deraigs X (λ entre 10–14 i 10–8 m) i el deraigs γ (λ entre 10–13 i 10–9 m). L'espectre d’una determinada radiació electromagnètica és compost per un seguit, continu o discontinu, d’ones de l’espectre electromagnètic.[11]
Espectre òptic. Espectre d’una radiació electromagnètica continguda en l'espectre visible.
Espectre atòmic. Espectre de la radiació electromagnètica emesa o absorbida per unelement químic produït per les transicions dels electrons de l'escorça atòmica entre els seus diferentsnivells energètics. Un espectre atòmic pot ser, doncs, d'absorció si els electrons pugen de nivell, i d'emissió si baixen de nivell. Hom distingeix entre un espectre òptic si els nivells energètics implicats són els exteriors de l’àtom (electrons de valència), i un espectre X si hi intervenen nivells més profunds.[12]
Espectre d'estructura fina. Espectre atòmic produït pel desdoblament dels nivells d'energia electrònics d'un àtom i de les línies espectrals corresponents, a causa de l'acoblament spin-òrbita i de les correccions relativistes.[13]
Espectre d'estructura hiperfina. Espectre atòmic en què les ratlles han estat desdoblades a conseqüència de la presència de diferents isòtops de la substància estudiada o de l’acoblament spin nuclear-moment angular total.
Espectre molecular. Espectre de la radiació electromagnètica emesa, absorbida o difosa per una substància a conseqüència de transicions entre els nivells energètics de les sevesmolècules. Hom pot distingir-ne tres components:
Espectre de vibració. Espectre que resulta de transicions entre els estats de vibració de les molècules d’una substància.
Espectre de rotació. Espectre que resulta de transicions entre els estats de rotació de les molècules d’una substància.
Espectre electrònic. Espectre atòmic o molecular que resulta de transicions entre elsnivells energètics electrònics dels àtoms o de les molècules, respectivament, d’una substància.[14]
Espectre atòmic de ratlles del ferro. També és un espectre d'emissió.Espectre continu de la llum visible.Espectre continu. Espectre d’una radiació electromagnètica format per un seguit continu de longituds d’ona compreses entre dos valors extrems (espectre d'emissió).[15]
Espectre de ratlles. Espectre d’una radiació electromagnètica format per un seguit discontinu de longituds d’ona compreses entre dos valors extrems (espectre d'absorció, espectre d'emissió).[16]
Espectre de bandes. Espectre d’una radiació electromagnètica format per conjunts de ratlles molt juntes que s'acumulen tot formant bandes separades les unes de les altres (espectre d’absorció, espectre d’emissió). El seu aspecte és conseqüència dels tres components de l’energia en les molècules: energia dels electrons al voltant del nucli, energia de vibració del nucli i energia de rotació global de la molècula i de les transicions entre els estats d’energia moleculars, molt diferents de les d’un àtom lliure.[17]
Espectre d'emissió. Espectre de la radiació electromagnètica emesa per una substància després d'haver estat excitada per medi decalor, d'unadescàrrega elèctrica o de l'absorció defotons. Pot ésser continu (com en líquids o sòlids incandescents), de ratlles (com en gasos luminescents) o de bandes (com en gasos excitats sense dissociar). L’espectre d’emissió d’una substància depèn de la seva composició química i del seu estat físic en el moment de l’emissió. A l’hora de caracteritzar-lo, hom dona la intensitat de cada component monocromàtica en funció de la longitud d’ona o bé, si és format només de ratlles, hom dona els valors de les corresponents longituds d’ona. Aquestes caracteritzen, espectroscòpicament, la substància emissora.[18]
Espectre d'absorció de la radiació solar per les molècules presents a l'atmosfera. És un espectre de bandes.Espectre d'absorció. Espectre de la radiació electromagnètica que resulta del pas d’una radiació electromagnètica d’espectre continu generada per unalàmpada o unarc elèctric, a través d’una substància absorbent. És format, generalment, per un espectre continu en el qual manquen algunes longituds d’ona, que apareixen com a ratlles (o bandes) fosques en la imatge espectroscòpica. Aquestes longituds d’ona són les mateixes de l'espectre d’emissió de la substància en qüestió, i a l’igual que aquell, el caracteritzen; aquesta propietat és a bastament emprada enespectroscòpia.[19]
Espectre de difusió. Espectre de la radiació electromagnètica difosa per una substància en ésser travessada per una radiació monocromàtica.
Espectre de masses. Espectre produït per unespectròmetre de masses constituït per una sèrie de pics cromatogràfics corresponents a ions de diferents valors del seu quocient massa-càrrega.[20]
Espectre solar. Espectre de la radiació electromagnètica emesa pelSol. S'estén des del domini delsraigs γ al radioelèctric (longituds d'ona entre 0,15 i 4 µm). El 9 % de l'energia està continguda dins les longituds d'ona inferiors als 0,38 μm, el 45 % entre els 0,38 i els 0,72 μm, i el 46 % restant, per sobre dls 0,72 μm.[21] En la part visible i infraroja de l’espectre, la corba d’intensitats en funció de la longitud d’ona és similar a la d’uncos negre a la temperatura de 6 000 K, amb un màxim d’intensitat a 500 nm; aquest espectre és degut a lafotosfera solar i presenta unes ratlles d’absorció, anomenadesratlles de Fraunhofer. En les zones extremes d’aquest espectre, la corba d’intensitats és similar a la d’un cos negre a 106 K; aquesta part de l’espectre és deguda a lacorona solar i a lesfulguracions solars. En les zones ultraviolada i dels raigs X tous, la corba no s'assembla a cap d’aquestes corbes.[22]
Espectre llampec. Espectre d’emissió de lacromosfera solar observat en elseclipsis solars totals, en el moment en què el disc de laLluna tapa completament el disc solar. Gairebé totes les ratlles d’emissió d’aquest espectre coincideixen amb les ratlles de Fraunhofer.[23]
Espectre α. Espectre d’energia de lespartícules α contingudes en la radiació emesa per unradionúclid; és un espectre discret. El coneixement d’aquest espectre permet de classificar les partícules α de la radiació segons el valor de llurmoment lineal oenergia cinètica. La separació del feix de partícules α, emeses pel radionúclid, en diferents feixos, caracteritzats cadascun d’ells per un determinat valor del moment lineal (o de l’energia cinètica), és assolida mitjançant un espectròmetre magnètic.[24]Espectre β.
Espectre β. Espectre d’energia de lespartícules β contingudes en la radiació emesa per unradionúclid; és un espectre continu. El coneixement d’aquest espectre permet de classificar les partícules β de la radiació segons el valor de llur moment lineal o energia cinètica. La separació del feix de partícules β, emeses pel radionúclid, en diferents feixos, caracteritzats cadascun d’ells per un determinat valor del moment lineal (o de l’energia cinètica), és assolida mitjançant un espectròmetre magnètic.[25]
Espectre nuclear. Espectre de la radiació corpuscular emesa per un radionúclid que experimenta una transformació radioactiva. És constituït per radiació d’alta freqüència > 1019 Hz.
Espectre deressonància magnètica nuclear. Es basa en la transició entre els diversos nivells energètics que s'originen quan hom situa un nucli amb spin nuclear no nul en un camp magnètic uniforme i intens, provocada per l’absorció d’una radiació de freqüència apropiada (radiofreqüència).[26]
Espectrograma de color d'una veu masculina italiana que pronuncia els sons vocàlics «a» i «i».Espectre acústic. Conjunt de lesones sonores, de freqüències ben definides, que componen per superposició un so. Hom el representa, generalment, especificant lesamplituds (i, a vegades, les fases) de les components del so en funció de la freqüència. La descomposició de l’ona en les seves components és facilitada per l'anàlisi de Fourier. L’espectre és continu si el so es compon d’un seguit continu de freqüències, i és de ratlles si, tenint en compte la sensibilitat de l’instrument amb què hom fa l’anàlisi, es compon d’unes freqüències separades per intervals. Quan el so és produït per una sola font, com pot ser, per exemple, una corda vibrant, el so és format per una superposició de sons, les freqüències dels quals són elsharmònics (múltiples) d’unafreqüència fonamental. El conjunt de totes les freqüències de l’espectre d’un so en determina eltimbre, mentre que la freqüència fonamental en determina elto. Una barreja de sons de freqüències fonamentals arbitràries és anomenadasoroll. Per a l’estudi d’un so qualsevol hom empra l'espectrògraf acústic i per a l’estudi del soroll produït en la parla hom empra elsonògraf.
Espectre aerodinàmic. Figura que evidencia les línies de corrent d’un fluid i que és obtinguda mitjançant substàncies traçadores (com és ara líquids acolorits) introduïdes en el fluid, o mitjançant tècniques estrioscòpiques o interferomètriques.[27]
Espectre d'un observable. Donat unobservable representat per unoperador de l'espai de Hilbert del sistema físic en qüestió, espectre d’aquest operador (espectre d'un operador). L’espectre d’un observable, que pot ésser discret o continu, és constituït pel conjunt de valors possibles de l’observable.
Espectre d'acció. Enfarmacologia es denomina espectre d’acció la gamma d’espècies demicroorganismes contra els quals actua un determinatantibiòtic.[28] Alguns antibiòtics —la majoria dels que es classifiquen com abactericides— es consideren de petit espectre, o espectre reduït, perquè actuen específicament contra un nombre relativament limitat d’espècies de microorganismes. Al contrari, altres antibiòtics, com en general elsbacteriostàtics, es consideren d’espectre ampli, perquè actuen contra una gran varietat de microorganismes.
Espectre biològic o etològic. És el conjunt dels percentatges de cadascuna de les formes biològiques o etològiques que intervenen en la composició de la flora d’una determinada regió o localitat.[29]
↑13,013,1UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA; TERMCAT, CENTRE DE TERMINOLOGIA; ENCICLOPÈDIA CATALANA.Diccionari de física [en línia]. 2a ed. Barcelona: TERMCAT, Centre de Terminologia, cop. 2019. (Diccionaris en Línia) (Ciència i Tecnologia) <https://www.termcat.cat/ca/diccionaris-en-linia/149>
↑TERMCAT, CENTRE DE TERMINOLOGIA.Diccionari de química analítica. Barcelona: Enciclopèdia Catalana, 2000. (Diccionaris de l'Enciclopèdia. Diccionaris terminològics)ISBN 84-412-0224-9
↑BLAS ABANTE, Marta de; SERRASOLSES i DOMÈNECH, Jaume.Diccionari d'energia solar [en línia]. Barcelona: TERMCAT, Centre de Terminologia, cop. 2017. (Diccionaris en Línia)<<http://www.termcat.cat/ca/Diccionaris_En_Linia/241/>>
↑UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA; TERMCAT, CENTRE DE TERMINOLOGIA; ENCICLOPÈDIA CATALANA.Diccionari de química [en línia]. Barcelona: TERMCAT, Centre de Terminologia, cop. 2016-2023. (Diccionaris en Línia) (Ciència i Tecnologia) <http://www.termcat.cat/ca/diccionaris-en-linia/212>
.jpg)
