Nel mondo della chimica e della fisica, la comprensione dello spettro elettromagnetico e del suo segmento visibile è fondamentale. Questi concetti sono alla base di molte tecniche analitiche e delle nostre osservazioni quotidiane della luce e dei colori.
Cos’è lo Spettro Elettromagnetico?
Lo spettro elettromagnetico rappresenta l’insieme di tutte le possibili frequenze delle radiazioni elettromagnetiche. Questo spettro comprende una vasta gamma di lunghezze d’onda, dalle onde radio, con lunghezze d’onda di chilometri, ai raggi gamma, con lunghezze d’onda di picometri. Ogni tipo di radiazione elettromagnetica possiede proprietà uniche e interagisce con la materia in modi differenti.
Le Principali Sezioni dello Spettro Elettromagnetico
- Onde Radio: Utilizzate nelle comunicazioni radiofoniche e televisive, hanno le lunghezze d’onda più lunghe e le frequenze più basse.
- Microonde: Utilizzate nei forni a microonde e nelle comunicazioni satellitari.
- Infrarosso (IR): Utilizzato in termografia, telecomando e spettroscopia IR per identificare sostanze chimiche.
- Luce Visibile: La parte dello spettro che possiamo vedere ad occhio nudo, dai colori rosso al violetto.
- Ultravioletto (UV): Causa l’abbronzatura della pelle e può essere utilizzato nella disinfezione e nella spettroscopia UV-Vis.
- Raggi X: Utilizzati in medicina per l’imaging interno del corpo umano e in vari settori industriali.
- Raggi Gamma: Emessi da processi nucleari e utilizzati in medicina per il trattamento del cancro.
Lo Spettro Visibile
Il segmento dello spettro elettromagnetico che possiamo percepire con i nostri occhi è chiamato spettro visibile. Questo va approssimativamente da 380 nanometri (nm) a 750 nm in lunghezza d’onda. All’interno di questa gamma, la luce si manifesta nei diversi colori dell’arcobaleno: rosso, arancione, giallo, verde, ciano, blu e violetto.
I Colori dello Spettro Visibile
- Rosso: 625-750 nm
- Arancione: 590-625 nm
- Giallo: 565-590 nm
- Verde: 500-565 nm
- Ciano: 485-500 nm
- Blu: 450-485 nm
- Violetto: 380-450 nm
Importanza del Spettro Visibile in Chimica
La luce visibile gioca un ruolo cruciale in numerose tecniche analitiche chimiche. Una delle più comuni è la spettroscopia UV-Vis, utilizzata per determinare la concentrazione di soluzioni. Questa tecnica sfrutta l’assorbimento di specifiche lunghezze d’onda da parte delle molecole nella soluzione per identificare e quantificare i composti presenti.
Le Analisi di Bohr sull’Idrogeno
Un contributo fondamentale alla nostra comprensione degli spettri elettromagnetici è stato dato da Niels Bohr attraverso le sue analisi sull’atomo di idrogeno. Nel 1913, Bohr propose un modello atomico che spiegava la struttura degli spettri di emissione dell’idrogeno. Secondo Bohr, gli elettroni negli atomi di idrogeno si trovano in orbite quantizzate intorno al nucleo. Quando un elettrone passa da un’orbita di energia superiore a una inferiore, emette luce a una lunghezza d’onda specifica, corrispondente alla differenza di energia tra le due orbite. Questo modello non solo spiegava le linee spettrali osservate sperimentalmente, ma introduceva anche il concetto di quantizzazione dell’energia.
