Coelum Astronomia 223 - 2018 - Page 85

Spettri e tipi di spettri

Gustav Kirchhoff (1824-1887) fu il fisico e matematico tedesco che per primo formulò le “tre leggi della spettroscopia” che spiegarono le modalità di interazione tra luce e materia, stabilendo le relazioni tra gli elementi chimici e i loro

contrassegni spettrali.

Il merito più grande dello scienziato tedesco fu infatti la dimostrazione dell’esistenza di tre tipi fondamentali di spettri.

Kirchhoff dimostrò infatti sperimentalmente che:

1. lo spettro dei corpi solidi, liquidi e dei gas ad

alta pressione portati all’incandescenza sono continui, vale a dire che in essi i colori si susseguono senza interruzioni di sorta, ovvero uno spettro continuo;

2. mentre i gas a bassa pressione portati

all’incandescenza emettono un numero di righe brillanti su sfondo scuro ovvero uno spettro di emissione.

3. Infine, Kirchoff dimostrò anche che le righe

scure prodotte da un gas, interposto tra uno spettro continuo e l’osservatore, occupavano la stessa posizione delle righe brillanti provocate dal medesimo gas portato all’incandescenza, producendo uno spettro di assorbimento.

È interessante osservare che, negli spettri di emissione, le caratteristiche osservate sono proprie della sorgente, mentre in quelli di assorbimento sono inerenti al gas posto fra la sorgente e l’osservatore.

Facendo riferimento all’esperienza quotidiana, un esempio classico di spettro continuo è quello di una comune lampada a incandescenza (ora non più in commercio) o alogena, mentre una lampada a basso consumo presenta uno spettro a emissione per il gas inerte contenuto nella lampada portato a temperatura elevata. Un altro esempio comune di spettro di assorbimento è quello solare, nel quale il continuo del disco solare passa attraverso i gas della sua atmosfera che lasciano la loro impronta nelle righe del suo spettro.

Lo spettro continuo è anche quello emesso da un radiatore ideale detto corpo nero: termine usato in fisica per definire un oggetto che assorbe tutta la luce incidente, sia esso un ferro portato all’incandescenza, che il cuore di una stella. Assorbendo dunque tutta la radiazione incidente non riflette alcun colore, prendendo il nome “corpo nero” dal colore “nero” nell'interpretazione classica del colore dei corpi. Per la legge di conservazione dell'energia il corpo nero re-irradia quindi, idealmente, tutta l'energia assorbita fornendo uno spettro senza righe (vedi il box alla pagina successiva).

A destra. Nella figura le immagini dei tre tipi di spettri di cui si parla, quello continuo, una successione di colori dal violetto al rosso profondo di una lampada alogena, quello a emissione, di una lampada casalinga a basso consumo con le righe chiare di emissione dei gas, e quello solare caratterizzato da un numero impressionante di righe scure di assorbimento, ciascuna delle quali può essere identificata come un elemento appartenente alla sua atmosfera.Tutti gli spettri sono stati ottenuti dall’autore con la sua strumentazione.

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