Gli spettri
atomici
Proprietà della luce
• La luce (dal latino,
lux, lucis) è l'agente
fisico che rende
visibili gli oggetti.
Teoria elettromagnetica
Proposta da James Clerk Maxwell alla fine del XIX secolo,
sostiene che le onde luminose sono elettromagnetiche e non
necessitano di un mezzo per la trasmissione, mostra che la luce
visibile è una parte dello spettro elettromagnetico.
Il termine luce si riferisce alla porzione dello spettro
elettromagnetico visibile all'occhio umano, ma può includere
altre forme della radiazione elettromagnetica.
Le radiazioni luminose
(sia visibili e non)
sono radiazioni
elettromagnetiche;
Le radiazioni elettromagnetiche sono
caratterizzate da:
lunghezza d'onda = lo spazio percorso nella
direzione di propagazione in una
oscillazione completa.
frequenza = numero di oscillazioni
nell'unità di tempo (espressa perciò in s1).
le onde
elettromagnetiche
viaggiano alla
velocità della
luce: 300.000.000
metri al secondo
Un po’ di
numeri
decimeter
centimeter
millimeter
micrometer
nanometer
10-1 meters
10-2 meters
10-3 meters
10-6 meters
10-9 meters
La luce visibile ha
una lunghezza
d’onda compresa
fra 400 e 700
nanometri
Lo spettro visibile all’occhio
umano
• Spettri di emissione
continui o discreti:
• sono emessi da una sorgente
luminosa; presentano tutti i
colori dal rosso al violetto
sfumati l'uno nell'altro. Sono
emessi da corpi incandescenti,
solidi, liquidi o gassosi,
fortemente compressi; sono
esempi lo spettro solare e
quello emesso da una lampada
ad incandescenza.
Spettro continuo di emissione
fenditura
Sorgente di
luce bianca
Prisma
Film
Fotografico
• Spettri di emissione a
righe:
• presentano righe colorate su
sfondo nero; sono emessi da
sostanze gassose o rese gassose a
bassa pressione. Ogni spettro è
caratteristico di ogni sostanza
• Spettri di assorbimento:
• se un gas o una sostanza resa gassosa
che si trova a temperatura inferiore a
quella di una sorgente di luce bianca,
è interposto tra detta sorgente ed
uno spettroscopio si ottiene uno
spettro di assorbimento; esso è
caratterizzato da uno sfondo colorato
continuo e dalle righe di
assorbimento. Per una stessa sostanza
le righe di assorbimento sono
sovrapponibili, ovvero hanno la stessa
lunghezza d'onda delle righe colorate
dello spettro di emissione.
Spettro di emissione
Spettro di assorbimento
Fenditura
Gas Idrogeno
Film
Sorgente di
luce bianca
Prisma
Film
Fotografico
Hydrogen
Helium
Oxygen
Carbon
Ogni elemento possiede un proprio spettro di assorbimento
Rainbows
from
starlight
Scomposizione della luce
Diverse tipologie di
spettri
Diverse origini
http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html
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•
•
•
Protoni
Neutroni
Elettroni
Livelli energetici
L’elettrone assorbe energia che causa
“un salto” ad un livello energetico più
alto. Questo fenomeno è definito
“stato eccitato”.
E2
Energia
E1
Nucleo
L’elettrone, preferisce stare al livello
energetico più basso, immediatamente
salta indietro al livello energetico
inferiore emettendo energia.
E2
E1
Energia
Quando l’elettrone ritorna al livello
energetico più basso, l’energia è emessa
sotto forma di luce.
In rispetto alla legge di conservazione
dell’energia, viene emesso un fotone
(quantità discreta di energa).
E2
E1
Energia del Fotone
Energia del Fotone = E2 – E1
L’energia del fotone è uguale alla differenza di
energia fra i due livelli.
Differenti salti degli elettroni da alti livelli a bassi
livelli producono luce a colori diversi.