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

Presentazione sul tema: "Luce dagli atomi La nascita della spettroscopia e gli albori della rivoluzione quantistica Roberto Argazzi, ISOF-CNR."— Transcript della presentazione:

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

2 Isaac Newton (1642-1727) 1704

3 Frederick William Herschel (1738-1822) Ultravioletto: effetti fotochimici Infrarosso: effetti termici Oltre i limiti dello spettro visibile IR: 1800 (Herschel) UV: 1801 (Ritter)

4 Jean Augustine Fresnel (1788 -1827)

5 Joseph von Fraunhofer (1787-1826)

6 Spettro ad alta risoluzione della radiazione solare

7 Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887 ) Robert Wilhelm Eberhard von Bunsen (1811-1899)

8 “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)

9 Litio SodioPotassio Cesio CalcioStronzioBario Rame Saggi alla fiamma

10 Li 6.94 7 3 Na 22.99 11 23 K 39.10 19 39 Rb 85.47 37 85 Cs 132.91 55 133

11 Ca 40.08 20 40 Sr 87.62 38 88 Ba 137.33 56 138 Cu 63.55 29 63

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

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14 Leybold, Köln, 1941

15 Franz Schmidt&Haensch, Berlin S., 1902

16 Franz Schmidt & Haensch, Berlin, ca. 1916

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18 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

19 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.

20 Origine delle righe di Fraunhofer nello spettro solare

21 Cavità assorbente (corpo nero) Distribuzione spettrale della radiazione di cavità

22 Legge dello spostamento di Wien Legge di Stefan-Boltzmann Wilhelm Wien (1864 -1928) Joseph Stefan (1835 -1893) Ludwig Boltzmann (1844 -1906)

23 James Jeans (1877 -1946) John William Strutt (Lord Rayleigh) ( 1842 -1919) Formula di Rayleigh Jeans

24 Max Planck (1858 -1947) Formula di Planck (1900)

25 Arnold Orville Beckman (1900-2004) Howard Cary (1908-1991)

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27 Beckman DU (1941)

28 Lampada al deuterio (UV)

29 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