Luce dagli atomi
La nascita della spettroscopia e gli albori della rivoluzione quantistica
1
18),(
3
3
kT
h
ec
hTu
Isaac Newton
(1642-1727)1704
Frederick William Herschel
(1738-1822)
Ultravioletto: effetti fotochimici Infrarosso: effetti termici
Oltre i limiti dello spettro visibile
IR: 1800 (Herschel)
UV: 1801 (Ritter)
Jean Augustine Fresnel (1788 -1827)
Joseph von Fraunhofer (1787-1826)
Spettro ad alta risoluzione della radiazione solare
Gustav Robert Kirchhoff
(1824-1887)Robert Wilhelm Eberhard von Bunsen
(1811-1899)
“Chemical Analysis by Observation of Spectra” -Annalen der Physik und der Chemie (Poggendorff), Vol. 110 (1860), pp. 161-189 (dated Heidelberg, 1860)
Cesio (1860) Rubidio (1861)
Litio Sodio Potassio Cesio
Calcio Stronzio Bario Rame
Saggi alla fiamma
Li 6.94
73
Na 22.99
1123
K39.10
1939
Rb 85.47
3785
Cs132.91
55133
Ca40.08
2040
Sr87.62
3888
Ba137.33
56138
Cu63.55
2963
Leybold, Köln, 1941
Franz Schmidt&Haensch, Berlin S., 1902
Franz Schmidt & Haensch, Berlin, ca. 1916
),( Te Potere emissivo: energia emessa dall’unità di area alla temperatura assoluta T in un intervallo unitario di frequenze. [J/m2]
),( Ta
Il rapporto tra il potere emissivo ed il potere assorbente e’ indipendente dalla natura del corpo e risulta quindi una funzione universale della frequenza e della temperatura assoluta.
1),(0 Ta 0),( Ta Specchio perfetto
1),( Ta Corpo nero
),(),(
),(T
Ta
Te
Potere assorbente: frazione dell’energia incidente assorbita dall’unità di area alla temperatura assoluta T in un intervallo unitario di frequenze.
Legge di Kirchhoff
),(4
),( Tuc
T
),( T è il potere emissivo di un corpo nero
),( Tu densità di energia
[J/(m3 s-1)]
Corollario della legge di Kirchhoff: ogni corpo in equilibrio termico assorbe ed emette radiazioni alla stessa frequenza.
Origine delle righe di Fraunhofer nello spettro solare
Cavità assorbente (corpo nero)
Distribuzione spettrale della radiazione di cavità
3max cT Legge dello spostamento di Wien
44
04
),(4
)( TTac
dTuc
T
Legge di Stefan-Boltzmann
Wilhelm Wien (1864 -1928)
Joseph Stefan (1835 -1893)
Ludwig Boltzmann
(1844 -1906)
4281067051,5
Km
W
Km c897756 , 2 3
James Jeans
(1877 -1946)
John William Strutt
(Lord Rayleigh)
( 1842 -1919)
Formula di Rayleigh Jeans
kTc
Tu3
28),(
1
18),(
3
3
kT
h
ec
hTu
Max Planck (1858 -1947)
1
18),(
5
kT
hc
e
hcTu
Formula di Planck (1900)
...2,1,0 nnhE
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