Para que servem os monocromadores? Quais os tipos de monocromadores?

Passo 1

O enunciado pergunta “Para que servem os monocromadores?” e “Quais os tipos de monocromadores?”. O conteúdo envolve óptica e espectroscopia: vamos abordar o princípio de funcionamento (dispersão e seleção de comprimento de onda) e depois listar as principais famílias de monocromadores usadas em laboratório e instrumentação óptica.

Passo 2

Um monocromador é um sistema óptico cuja função é receber luz policromática (que contém várias frequências) e entregar apenas uma faixa estreita de comprimentos de onda (ou quase um único comprimento de onda). Na prática, ele “filtra” as cores, permitindo que o usuário estude propriedades espectrais de amostras usando luz com banda bem definida.

Passo 3

O princípio básico por trás de quase todo monocromador é a dispersão angular de diferentes cores (comprimentos de onda) e o uso de fendas ou guias de campo para isolar apenas a região que corresponde ao comprimento de onda desejado. Isso pode ser feito explorando:
• A refração em prismas, que separa a luz em um espectro contínuo segundo o índice de refração variável com a cor.
• A difração em redes (grades), que dispersa a luz em ordens de difração conforme a lei de Bragg/Grating.

Passo 4

A partir desse princípio surgem os principais tipos de monocromadores:
• Monocromador prismático – usa um ou mais prismas de vidro/fused silica. É simples, mas sofre de aberração cromática e faixa de dispersão limitada.
• Monocromador de grade de difração – emprega uma grade reflexiva ou transmissiva com linhas periódicas. Tem melhor resolução e faixa mais ampla que prismas.
• Monocromador de fenda dupla ou duplo monotrilho – combina dois estágios de dispersão (por exemplo, duas grades em série) para aumentar a pureza espectral e reduzir luz fora de banda (“ordens espúrias”).

Passo 5

Além dos sistemas prismáticos e de grade, existem variações e tecnologias especiais de monocromação:
• Filtros de interferência (etalon ou filtros dielétricos), que isolam faixas estreitas por interferência ótica em camadas múltiplas.
• Monocromadores acusto-óticos, que usam ondas acústicas em um cristal para “varrer” o comprimento de onda desejado em alta velocidade (sintonização eletrônica).
• Monocromadores de Fabry–Pérot, que se baseiam em interferência múltipla entre espelhos paralelos para selecionar comprimentos de onda com altíssima resolução.

Resposta

Os monocromadores servem para isolar um único comprimento de onda (ou uma faixa muito estreita) a partir de uma fonte de luz policromática, sendo fundamentais em experimentos de espectroscopia e caracterização ótica.
Os principais tipos são:
(a) monocromadores prismáticos,
(b) monocromadores de grade de difração (simples e duplos),
(c) filtros de interferência,
(d) monocromadores acusto-óticos e
(e) monocromadores de Fabry–Pérot.

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