Chimica per il liceo/Radiazioni elettromagnetiche

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Radiazione elettromagnetica[modifica]

La radiazione elettromagnetica si propaga in direzione ortogonale al campo elettrico e magnetico. Questa immagine mostra una onda elettromagnetica piana polarizzata.

La radiazione elettromagnetica vanta una duplice natura: ondulatoria e corpuscolare. Questo significa che la si può studiare scegliendo una delle due forme o entrambe, come dimostrò De Broglie (il più giovane premio nobel della storia).

L'onda è caratterizzata sempre da una asse di propagazione e da una lunghezza d'onda. Il punto più alto dell'onda è detto cresta mentre il punto più basso è detto ventre. La lunghezza d'onda è la distanza tra due creste (o due ventri) consecutivi, e viene indicata con la lettera greca λ (lambda) ed è il modo più comune e pratico di indicare la misure delle radiazioni elettromagnetiche.

Il periodo (indicato con T) è l'intervallo di tempo corrispondente alla lunghezza d'onda: pertanto la velocità di propagazione dell'onda si può ricavare attraverso l'espressione .

La frequenza (indicata con ν) è il numero di onde che passano per un punto nell'unità di tempo, è l'inverso del periodo e si misura in Hz (Hertz, s -1) ovvero numero di oscillazioni fratto secondi. É inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda secondo la costante c (velocità della luce 3•108m/s) λ=c/ν e direttamente proporzionale con l'energia dell'onda secondo la costante di Planck h E=h•ν. Questo significa che più la frequenza è alta più la radiazione contiene energia, quindi le onde di luce viola hanno più energia di quelle di luce rossa, e la luce visibile ha più energia delle onde radio , come quelle dei cellulari.

Sebbene (come vedremo tra poco) le energie e quindi le frequenze siano quantizzate, le onde elettromagnetiche con cui si tratta abitualmente hanno degli intervalli così ravvicinati che si può assumere che le variazioni di frequenza possono essere continue, quindi possiamo avere un'onda di qualsiasi frequenza, intera o decimale.

Lo spettro[modifica]

Lo spettro elettromagnetico è un insieme di radiazione elttromagnetiche che si possono osservare attraverso lo spettroscopio. Lo spettroscopio è formato da tre parti: il collimatore, il prisma, e il cannocchiale astronomico:

  • collimatore: è un tubo di metallo dove c'è una fenditura per convogliare la sorgente luminosa, la lente sta alla fine del tubo.
  • prisma: serve per scomporre la radiazione elettromagnetica nei suoi componenti.
  • canocchiale astronomico: serve per osservare il risultato della scomposizione delle radiazione.

Tipologia[modifica]

Gli spettri si possono classificare in spettri di emissione (a sua volta distinto in, cotinuo e discontinuo) e di assorbimento:

  • emissione continuo: è costituito da radiazioni elettromagnetiche i cui colori sfumano gradualmente.
  • emissione discontinuo: è costituito da radiazioni nettamente separate su uno sfondo di righe nere.
  • assorbimento: tra la sorgente di radiazione e lo spettroscopio si interpone un gas e si ottiene uno spettro discontinuo su sfondo nero con delle righe colorate.

Se si confronta lo spettro di assorbimento e di emissione di uno stesso gas si ottiengono due spettri in cui righe nere e righe colorate corrispondono e viceversa.

Spettro elettromagnetico