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La luce solare

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Lo Spettro Elettromagnetico

Velocità della luce

( velocità = frequenza x lunghezza d’onda )

In fisica, la velocità della luce è una costante fisica pari alla velocità di propagazione della radiazione elettromagnetica nel vuoto. Indicata tradizionalmente con la lettera , dal latino celeritas, "velocità", ha un valore pari a 299 792, 458 km/s, che tipicamente è approssimato

a 300 000 km/s.

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Relazioni fondamentali della meccanica quantisticaL’energia radiante è discontinua

E =h il quanto = pacchetto discreto di energia

costante di Planck h= 6,63 x 10-34 J x s

Il fotone è visto come un corpuscolo E =h =mc2

massa relativistica

fotone: (dal greco φως "phos", che significa luce) è un quanto del campo elettromagnetico

anticipazione………..

La materia in certe condizioni manifesta proprietà ondulatorie

Un corpo di massa m e velocità v genera un’onda di materia

E =mv2 =h =h /mv

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L’effetto fotoelettricoDa una superficie metallica si estraggono elettroni mediante una

radiazione elettromagnetica al di sopra di un certo valore minimo di frequenza, che è specifico per ogni metallo. Per frequenze sotto il

minimo non c’è estrazione.

In questo modo si produce una corrente d’elettroni.

INTERAZIONE ATOMI – ENERGIA RADIANTE

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INTERAZIONE

ATOMI – ENERGIA RADIANTE

SPETTRI ATOMICI DI

ASSORBIMENTO ED EMISSIONE

PARTIAMO DALL’ATOMO PIU’ SEMPLICE, L’IDROGENO SIMBOLO H………………

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Spettro di emissione di H

Spettro di assorbimento di H

Continuo

gas caldo

gas freddo

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L’atomo e la luce

ANCHE ALL’INTERNO DELL’ATOMO VALE LA QUANTIZZAZIONE……………………………..

n = numero quantico

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Il modello di Bohr dell’atomo d’idrogeno

Per il momento sospeso……..

Un elettronvolt (simbolo eV) è l'energia acquistata da un elettrone libero quando passa attraverso una differenza di potenziale elettrico di 1 volt. Un elettronvolt è un quantitativo molto piccolo di energia:

1 eV = 1,602 × 10-19 J. L'ångström (Å), o angstrom (pronuncia: /ˈɔ̀Eŋstrœm/ ), è un'unità di lunghezza non appartenente al SI corrispondente a 0,1 nanometri o 1x10−10 metri. L'ångström prende nome dal fisico svedese Anders Jonas Ångström, uno dei padri della spettroscopia. Viene spesso impiegata per indicare le dimensioni delle molecole e degli atomi, il cui raggio varia tra 0,25 e 3 Å e per indicare la lunghezza dei legami chimici, compresi tipicamente tra 1 e 2 Å. 1 Å = 100 pm = 0,1 nm = 10−4 μm = 10−7 mm = 10−10 m

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Il modello di Bohr dell’atomo d’idrogeno

Spettro atomico di H

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L’introduzione di n, numero quantico principale, è messa in relazione con le orbite permesse e quindi con le energie permesse all’elettrone nell’atomo di idrogeno.

r = 0,53 Å x n2

En = -13,6 eV x (1/n2)

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n = 1 STATO FONDAMENTALE n = 2 STATO ECCITATO n = STATO DI RIFERIMENTO DI E =0 ovvero ELETTRONE TOTALMENTE SEPARATO DAL NUCLEO vedi effetto fotoelettrico Introduciamo il concetto di energia di legame elettrone-nucleo Energia di ionizzazione IP : n =1 n = H (g) + IPH H+ (g) + e- ma anche IP : n =m n = X (g) + IPX X+ (g) + e-

Generalizziamo………………………….

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Ancora l’atomo d’idrogeno…………

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• E' noto che un corpo liquido, solido o gassoso, a qualsiasi temperatura (maggiore di 0 K!) emetteonde elettromagnetiche. Noi non ce ne rendiamo conto perché è necessario sia molto caldo per poteremettere radiazione visibile.• Fin dal 1859 il fenomeno dell'assorbimento e dell'emissione della radiazione venne studiato inmodo sistematico dal fisico tedesco Gustav Robert Kirchoff il quale scoprì che un corpo è in gradodi assorbire la stessa radiazione che è per sua natura in grado di emettere.• Un corpo nero può essere considerato un sistema in grado di assorbire tutta la radiazione che loinveste. E, per il principio appena formulato, quindi, di emettere radiazione di tutte le frequenze.• L'intensità alle varie frequenze della radiazione emessa dal corpo nero, detta spettro del corpo nero,non dipende dalla natura del corpo, ma è funzione della sola temperatura. Il corpo nero pertantocostituisce l'oggetto più adatto per studiare l'emissione di radiazione da parte della materia.• Il sole può essere considerato un corpo nero (esso assorbe radiazione senza rifletterla, ed allo stessotempo emette luce propria). • In laboratorio possiamo approssimare un corpo nero ad una cavitàavente le pareti annerite, munita di un piccolo foro. La radiazione che entra nel foro hapraticamente probabilità nulla di uscire.

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La materia in certe condizioni manifesta proprietà ondulatorie

Un corpo di massa m e velocità v genera un’onda di materia

=h/mv (ricavatela voi..)

Anche l’elettrone in movimento si porta dietro un’onda di materia

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Dato un elettrone che viaggia alla velocità di 5,97 x 106 m / s che genera ?

= 6,63 x 10 –34 J s x 103 g m2 s-2 J-1 / 9,11 x 10 –

28 g) x 5,97 x 10 –6 m s-1 = 1,22 x 10 –10 m = 0,122 nm

 ordine di grandezza raggi X

1 J = 103 g m2 s-2

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L’onda associata all’elettrone non può che essere un’onda stazionaria, tipo corda di violino corrispondente a un orbita intorno al nucleo, e la sua lunghezza d’onda deve essere contenuta nell’orbita un numero intero di volte: 2r = n Sulla base di tutto questo, Schroedinger propose di rappresentare l'energia di un elettrone associato a un nucleo mediante un’equazione che tenesse conto delle proprietà ondulatorie della materia.