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Le Righe Spettrali

     
    Alla fine del XIX secolo, i fisici sapevano che all'interno dell'atomo esistevano gli elettroni, e che il loro movimento produceva la luce e gli altri tipi di radiazione elettromagnetica. Ma c'era ancora un mistero da risolvere. I fisici riscaldavano i diversi elementi chimici fino a farli diventare incandescenti, e poi dirigevano la luce prodotta verso un prisma... 
    L'ho fatto anch'io con la luce solare. Si vede l'intero arcobaleno, poichè il prisma separa la luce nei suoi colori componenti. 
    Questo è ciò che si ottiene con la luce del sole. Ma  quando gli scienziati osservarono la luce che proveniva da un elemento chimico, ad esempio l'idrogeno, non videro l'intero arcobaleno. Al contrario, ottennero solo righe di determinati colori. (In realtà, "colore" non è la parola giusta, poichè solo alcune delle linee erano visibili, ma per il momento parleremo solo di luce visibile.)
    Questo significa che gli atomi emetterebbero soltanto onde di una determinata frequenza. Tutti gli atomi producono gli stessi colori?
    No. Ogni atomo diverso produce un inseme ben preciso di colori. Le righe colorate (o Righe Spettrali) sono una sorta di "firma" dell'atomo.
    Un po' come indossare i colori della tua squadra.

La squadra dell'Ossigeno 

La squadra del Carbonio 

     
    Esatto. Se fai passare la luce di un normale lampione attraverso un prisma, o la guardi attraverso un reticolo di diffrazione, vedrai righe separate. Due tipi comuni di lampade per l'illuminazione stradale utilizzano vapori al sodio e vapori al mercurio. Ognuna di queste luci ha una diversa "firma" spettrale, e si può dire che tipo di lampada si sta guardando analizzando le sue righe spettrali.
Scegli un elemento dalla lista per vedere la sua "firma" spettrale.

     
    E' per questo che lampioni diversi sembrano dare una luce di colore diverso?
    Esatto. Questa tecnica è così attendibile che gli scienziati possono dire che elemento stanno osservando semplicemente guardando le righe spettrali. La spettroscopia (questa pagina è al momento in costruzione) è la scienza che utilizza le righe spettrali per individuare la composizione di un determinato oggetto. In questo modo, ad esempio, conosciamo di cosa sono fatte le stelle lontane.
    Aspetta un momento. Abbiamo imparato prima che la radiazione è causata da cariche in movimento, e che la frequenza del movimento determina la lunghezza d'onda. Se dagli atomi vengono prodotte solo certe lunghezze d'onda, questo significa che gli elettroni oscillano solo con alcune frequenze. Come mai succede questo?
    Questo era il grande mistero. Per fortuna, un fisico danese chiamato Niels Bohr trovò la risposta...