La struttura dell’atomo
La struttura dell’atomo
Tutto quello che sappiamo sulla struttura elettronica degli atomi ci viene dall’analisi della luce emessa o assorbita dalle sostanze. La luce e le altre radiazioni elettromagnetiche (insieme di campi elettrici e magnetici che si verificano in successione in modo ortogonale) hanno natura ondulatoria (e in parte corpuscolare). Le grandezze che caratterizzano i fenomeni ondulatori sono:
- La frequenza: il numero di oscillazioni nell’unità di tempo; si misura in Hertz Hz.
- La lunghezza d’onda si misura in metri e si scrive con la lettera lambda.
- La velocità: la velocità della luce nel vuoto è 299792458 m/s, circa 300000000 m/s
- L’ampiezza d’onda ovvero la distanza tra il punto più alto e quello più basso dell’onda
La lunghezza d’onda è inversamente proporzionale alla frequenza
La velocità, la frequenza e la lunghezza d’onda sono correlate dalla seguente relazione: c = λ x ν (velocità della luce = lunghezza d’onda per frequenza).
Lo spettrometro permette di riconoscere le lunghezze d’onda. Lo spettrometro analizza la luce prodotta da un sorgente e la scompone mostrano lo spettro di emissione: ogni elemento ha un diverso spettro di emissione poiché gli elementi possono raggiungere solo determinati livelli di energia.
Le interferenze sono lo scontro tra due onde: se l’interferenza è positiva ovvero le onde sono posizionate in maniere uguale ( con la parte più alta che combacia con la parte più alta o viceversa) le onde si sommano, se il contrario si annullano. I fotoni sono le particelle che portano l’energia della luce e sono responsabili dell’espulsione di elettroni da superfici.
Talvolta si usa la luce per studiare alcune particelle piccole, tramite la diffrazione. Quando una particella viene colpita da un’onda che ha la stessa grandezza, l’onda verrà deviata e formerà su uno schermo una figura detta figura di diffrazione. Tramite una formula matematica dalla figura di diffrazione possiamo risalire alla forma della particella.
Esistono 2 tipi di energia; quella continua o non quantizzata, ovvero tutti gli stati di energia possono essere raggiunti; quella quantizzata o discreta solo alcuni stati possono essere raggiunti e questi stati sono ben separati e non continui. L’energia potenziale gravitazionale è l’energia si un corpo sotto l’effetto della gravita e si calcola E = mgh (massa per gravita(9,81) per l’altezza da una superficie di riferimento). Se prendiamo in esempio una scala mobile e una scala a gradini possiamo vedere come nella prima si possono raggiungere tutti gli stadi di energia potenziale gravitazionale (energia continua), poiché la scala mobile raggiunge tutti i livelli di altezza, invece nella scala a gradini possiamo raggiungere solo i livelli di energia su ogni gradino perché non potremmo essere sospesi tra un gradino e l’altro (energia quantizzata).
Per verificare la verità delle teorie dell’elettromagnetismo si ricorre ai cosiddetti corpi neri, ovvero sorgenti di radiazioni elettromagnetiche ideali che scaldati emettono radiazioni elettromagnetiche. Lo studio di questi corpi neri provocò una crisi in quanto non si riusciva a capire perché questi corpi neri non producevano luce blu. MA arrivavano solo ad emettere luce rossa e gialla. Planck risolse questo problema proponendo che non tutti i livelli di energia erano possibili ma solo alcuni ed espresse una formula par calcolare l’energia: E = h ν dove h è la costante di Planck e ν la frequenza dell’onda. Non si riusciva ad arrivare alla luce blu poiché non si riusciva ad arrivare all’energia necessari per produrre luce blu.
