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Capitolo
1
La natura della materia
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cosmici) a migliaia di chilometri (onde elettriche) ed è riportato nella Figura
1.2. La luce visibile, cioè quella parte dello spettro elettromagnetico percepibi-
le dall’occhio umano, è costituita da radiazioni con lunghezze d’onda compre-
se tra circa 400 nm (luce violetta) e circa 800 nm (luce rossa).
Lunghezza d’onda
Tipo di
radiazione
10
–5
nm
Raggi cosmici
10
–3
nm
Raggi
g
10
–1
nm
Raggi X
2 × 10
2
nm
Raggi ultravioletti
3,8 × 10
2
nm
Visibile
7,6 × 10
2
nm
5 × 10
3
nm
Vicino infrarosso
10
5
nm
Lontano infrarosso
10
7
nm
Microonde
5,5 × 10
11
nm
Radioonde
4,8 × 10
12
nm
Onde elettriche
Violetto 400-435 nm
Blu
435-480 nm
Verde
500-560 nm
Giallo 580-595 nm
Arancio 595-605 nm
Rosso
605-800 nm
Figura 1.2
Spettro elettromagnetico.
Quando una sostanza viene eccitata (per esempio per riscaldamento), essa
emette delle radiazioni che, fatte passare attraverso un prisma, vengono devia-
te in maniera differente a seconda della loro lunghezza d’onda. Raccogliendo
le radiazioni separate su uno schermo o su una lastra fotografica si ottiene uno
spettro di
emissione
.
Se invece una sostanza viene fatta attraversare da un fascio di luce bianca,
parte delle radiazioni viene assorbita e le rimanenti radiazioni trasmesse danno
luogo ad uno
spettro di
assorbimento
.
Nella luce emessa da un corpo solido portato all’incandescenza sono
presenti tutte le lunghezze d’onda, per cui lo spettro risultante è continuo.
Quando un gas rarefatto viene eccitato (per riscaldamento, con una scarica
elettrica), si ottiene invece uno spettro a righe poiché gli atomi del gas possono
emettere soltanto radiazioni di frequenza definita. Tali spettri sono caratteristi-
ci per ogni elemento e furono osservati per la prima volta da Melville nel 1750.
Il più semplice spettro atomico è quello dell’idrogeno.
L’esistenza degli
spettri
atomici
a
righe
e molte altre proprietà dell’atomo
non erano spiegabili tramite i modelli atomici di Thomson o di Rutherford.
Nel 1913 Niels Bohr, adattando il concetto della quantizzazione dell’energia
al modello classico di Rutherford, propose un nuovo modello atomico che
permise di ricavare esattamente i dati spettrali dell’atomo di idrogeno.