Studio di spettri continui ea righe di sorgenti luminose mediante

Studio di spettri continui e a
righe di sorgenti luminose
mediante spettrofotometro
Apparato sperimentale:
Spettrofotometro digitale
Sorgenti luminose con spettri continui (lampade, LED,…)
Sorgenti luminose con spettri a righe
La radiazione elettromagnetica comprende un
ampio spettro di frequenze, che si estende
dall’infrarosso (e oltre) ai raggi X e gamma.
Lo spettro della luce visibile copre una piccola
porzione, da circa 400 nm a circa 750 nm.
Le sorgenti luminose (sia naturali che
artificiali) possono emettere spettri
continui o a righe:
Esempi di spettri continui:
lo spettro della luce solare
lampade a incandescenza
Esempi di spettri a righe:
spettro dei gas rarefatti
Lo spettro della luce
solare
Lo spettro di una lampada a
incandescenza
Lo spettro a righe di
una lampada a vapori di
Mercurio
Spettri di emissione e di
assorbimento
Se una radiazione attraversa
una sostanza che assorbe
preferenzialmente certe
lunghezze d’onda, nello spettro
della radiazione trasmessa si
avranno delle righe nere
(spettro di assorbimento).
Lo spettro di assorbimento può
anche essere continuo, anziché
con righe, se la sostanza assorbe
preferenzialmente in certe
regioni dello spettro.
Tecniche di misure tradizionali di
spettri luminosi
Spettroscopi a reticolo di
diffrazione o a prisma
Vantaggi: ottima risoluzione
Svantaggi: non misurano
l’intensità, misure lunghe
Principio di uno
spettrofotometro
digitale
Fotosensore a CCD segmentato ad
esempio in 2048 celle
Risoluzione: circa 0.5 nm
Misura dell’intensità su tutto il
range esplorabile
Attività possibili
in laboratorio
Misure di spettri di emissione continui:
Lampada a incandescenza
LED di vari colori
Faretti alogeni
Lampade fluorescenti
Fibre WLS
…
Misure di spettri di emissione a righe
Lampade spettrali (H, Hg)
Lampade miscelate a vapori di Hg
Spettri di assorbimento in soluzione
Vari composti chimici
Olio
Spettro di una lampada
miscelata a vapori di
Mercurio
Spettro di una lampada a
incandescenza
Spettro di un faretto
alogeno a tensioni di
alimentazione differenti
Spettro di una lampada
spia al Neon
Spettro di LED “rosso” e
“giallo”
Spettro di emissione di
una fibra WLS
Misura delle curve di
assorbanza di sostanze
in soluzione
Misurare il rapporto tra lo spettro di
riferimento (acqua distillata) e quello
relativo ad una soluzione, in funzione
della lunghezza d’onda
A = log (I0 / I)
Un esempio: la curva di
assorbanza di una soluzione di
CuSO4 in acqua distillata
Bande di
assorbimento
Analogo risultato
ottenuto in altre
condizioni
Misure di trasmissione possono
essere fatte anche su materiali
solidi, ad esempio per valutare la
“monocromaticità” di un filtro
colorato.
Curva di trasmissione
di un filtro “rosso”
Curva di trasmissione
di un filtro “verde”