Luce dagli atomi La nascita della spettroscopia e gli albori della rivoluzione quantistica Roberto Argazzi, ISOF-CNR

Isaac Newton ( ) 1704

Frederick William Herschel ( ) Ultravioletto: effetti fotochimici Infrarosso: effetti termici Oltre i limiti dello spettro visibile IR: 1800 (Herschel) UV: 1801 (Ritter)

Jean Augustine Fresnel ( )

Joseph von Fraunhofer ( )

Spettro ad alta risoluzione della radiazione solare

Gustav Robert Kirchhoff ( ) Robert Wilhelm Eberhard von Bunsen ( )

“Chemical Analysis by Observation of Spectra” -Annalen der Physik und der Chemie (Poggendorff), Vol. 110 (1860), pp (dated Heidelberg, 1860) Cesio (1860) Rubidio (1861)

Litio SodioPotassio Cesio CalcioStronzioBario Rame Saggi alla fiamma

Li Na K Rb Cs

Ca Sr Ba Cu

D d   stessa unità di misura (es. cm) Un semplice spettrometro a reticolo reticolo a trasmissione schermo fenditura sorgente luminosa

Leybold, Köln, 1941

Franz Schmidt&Haensch, Berlin S., 1902

Franz Schmidt & Haensch, Berlin, ca. 1916

Potere emissivo: energia emessa dall’unità di area alla temperatura assoluta T in un intervallo unitario di frequenze. [J/m 2 ] 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. Specchio perfetto Corpo nero Potere assorbente: frazione dell’energia incidente assorbita dall’unità di area alla temperatura assoluta T in un intervallo unitario di frequenze. Legge di Kirchhoff

è il potere emissivo di un corpo nero densità di energia [J/(m 3 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

Legge dello spostamento di Wien Legge di Stefan-Boltzmann Wilhelm Wien ( ) Joseph Stefan ( ) Ludwig Boltzmann ( )

James Jeans ( ) John William Strutt (Lord Rayleigh) ( ) Formula di Rayleigh Jeans

Max Planck ( ) Formula di Planck (1900)

Arnold Orville Beckman ( ) Howard Cary ( )

Beckman DU (1941)

Lampada al deuterio (UV)

ItIt Trasmittanza IoIo l Assorbanza  = coefficiente di estinzione molare (mol -1 l cm -1 ) c = concentrazione molare (mol l -1 ) l = spessore attraversato (cm) Legge di Lambert-Beer