Gli Spettri Atomici

Abbiamo visto come, nell'interazione con gli atomi, si creino e si producano fotoni, ma una cosa importante da sottolineare è che le transizioni fra gli stessi livelli energetici producono sempre fotoni dello stesso colore. (In realtà, i fotoni non sono colorati, ma possiamo spesso parlare di colore per intendere la frequenza o la lunghezza d'onda)

Posso mostrarti come calcolare l'energia (e quindi la frequenza e la lunghezza d'onda) di questi fotoni...

Nell'esperimento che segue, sotto il modello di Bohr c'è uno strumento che si comporta come un prisma o un reticolo di diffrazione. Esso mostra lo spettro atomico dell'idrogeno. Quando un fotone viene emesso, appare nello spettro secondo la sua lunghezza d'onda.

Veh, ogni volta che l'elettrone salta giù da un livello produce un fotone, e lo stesso salto produce sempre lo stesso colore.

Se rifacciamo l'esperimento con molti atomi uguali, scommetto che otterremo tutte queste linee contemporaneamente.

Esattamente, ed è questo che gli scienziati chiamano spettro atomico. Tra parentesi, è vero anche il contrario. Quegli stessi fotoni colorati sono gli unici che fanno risalire l'elettrone ad un livello energetico più alto. Fotoni con altre frequenze attraversano indisturbati l'atomo.

Questo significa che gli atomi sono "trasparenti" a tutta la luce, eccetto che ai colori della loro "squadra".

Parliamo sempre di "colore" di questi fotoni. Questo significa che gli atomi interagiscono solo con la luce visibile? E tutti gli altri tipi di radiazione elettromagnetica?

Abbiamo parlato della luce visibile perchè è la più facile da misurare. Però hai ragione, dovremmo parlare di "frequenza" o di "lunghezza d'onda" dei fotoni, non del loro colore. Infatti, fra poco vedremo come gli atomi più pesanti, che hanno molti elettroni, tendano ad interagire con le onde ad alta energia come i raggi X. Possiamo ora andare avanti e parlare di questi atomi pesanti, oppure dare un'occhiata a qualche esempio specifico, ad esempio scoprire come le macchine per i raggi X che si trovano negli ospedali producono queste radiazioni, e come le assorbono per creare le immagini.