L inizio: il problema del colore. *1660 Newton studia la rifrazione e scopre gli spettri. sviluppo storico della spettroscopia

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Raimondo Lombardi
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2 dl qulv l qunv svlupp s dll spsp *8 Yun ll l lunhzz d nd usnd d d Nwn d nfnz d lmn sl d dffnz d mmn f l l f s ssn l l l lunhzz l d ndn d *8 f Funhf svlupp dffm msu n 7 h f h h d mssn h su d ssmn Hshl, Bws, Fuul ssn h ssnz ns l spsp m n d nls hm

3 *859 L l d Khff svlupp s dll spsp l lunhzz d nd u un ssnz m dpnd unmn dll ssnz un ssnz ss ll sss lunhzz d nd u m un ssnz spn nn m nl vsl Inl Khff sp: - l h su nll n sl - l puzzl dll D dl sd - pd l ssnz dl ud splnd l h d N K

4 vs l fs d qun svlupp s dll spsp * 885 l s d Blm: f /n - /m * 9 Plnk sp l sp d p n ndu l qun d zn h * 95 Ensn sp l ff fl ndu l qun d lu fn d n Ehf * 98 Pnp d mnzn d Rz: mn spl u è ss un fqunz f R Z /n R» 5 s -

5 svlupp s dll spsp * 9 Ips d Bh sull nszn f s szn: A us dll ppznlà fqunz d n dll dzn Ehf, l mssn l ssmn dll dzn vvn un fqunz snnzz nn n l fqunz d zn dll ln nn l nul m n l dffnz d n f s szn ssmn mssn E E s szn E E E E E E E E l ndzn d snnzzzn nd n l nsvzn dll n

6 nszn ssmn mssn E E 4 - E E R -/6,7 V E E E 4 E E 4 E E - E E R -/9, V E E E - E E R -/4, V E E S d Lymn: ulvl

7 nszn E 5 E E 5 - E E R /4-/5,86 V E 5 E 4 E E E 4 - E E R /4-/6,55 V E E - E E R /4-/9,89 V E 4 E E E H H E E ssmn mssn S d Blm: vsl

8 l ss dll lu svlupp s dll spsp * 98 Ensn pzz l mssn sml l qul dzn m mssn sml E E E E E du fn usn sn dn l fn ndn E 954 Gdn, Z Twns lzzn l MASER ll mmn

9 l nzn dzn-m: mnsm ssmn mssn E E E E E E E E E E E mssn sml E E E E E

10 dszn dl s: l funzn d nd Y, slv l quzn mpl d Shödn?, E / h ;? H, E / h?, h y è sluzn dll quzn szn d Shödn H E y 5lm y 4lm y lm y lm E 5 -,54 V E, V f IR E 4 -,85 V E,75 V f IR E -,6 V E,8 V f ss E -,4 V E V f lnn UV Es.: p l m dnd H p Z Z ; En ER m n y E -,6 V

11 m vvn l nszn è us d un p H n, hm hmlnn d nzn, ss l mp lmn, h s un ll hmlnn ssmn H n E E H n mssn sml E E E E E E E E E ndzn phé vvn l nszn n: fn dll sn snnzzzn: E E - E ppmn: vs H n

12 l hmlnn d nzn è pl sp d H f puzn dpnd dl mp, phé dv mdf l vluzn mpl d Y, può ss d dvs p, l pù smpl mpn è l nzn d dpl l H n E E, E dpl l s k E k k phé un ppmn d dpl l?

13 s lss msp: ppmn d dpl l f nnn nd.m. ll v dl mp l slln, l dpl l qz -z - nz sll n l sss fqunz dl mp sfs l n l u slln LC d qu ll ulzz U z E U q q B

14 dszn lss nl s msp: ppmn d dpl l f l nd.m. l nnn msph nll m Esmp d un mmn d dpl l pmnn mll: l n dll h psv vn l n H è sps sp l n dll h nv vn ll n O H O H O -- H» - m mmn d dpl l M» 6 - m C l mp.m. slln ndu un sllzn snn snnzz dll h nn l n ln Cm s un dpl nl s d un m m l dn? Isn p sn è un mmn d dpl l f l nv dll ln qull psv dl nul h s vn dsnz y nsm,6,4,, -, -,4 -,6 -, -, -,8 -,6 -,4 -,,,,4,6,8 x nsm

15 . nl s quns pns un svppszn d du s d dvs n h vlvn nl mp n un dvs l mpl d smp: un s s l un s p l

16 ?? H H,, n h l quzn mpl d Shödn n l mn d nzn l funzn d nd Y, è n un svppszn dl s h hnn n dvs, n mpzz h dpndn dl mp:?, E H E H h h l svppszn d s L nszn: n y, y ufunzn dll hmlnn H : E E H n mssn sml H n E E ssmn

17 ssund: dp l smplfzn: n n H H H h h h h H n h vluzn mpl dll s vluzn mpl dll s

18 s nss, mlplhm p l <y nm su u l spz nnd n dll unmlzzzn: ppssmzn nd: << lmn p u l mp n sm, qund»,» l dpndnz spzl dl mp è sul, k» l p / k >>,, ;,, * * d d E H > < > < n h

19 Cnvn dfn l p dpl l l su vl M f l s : nnd f s n l mpzz d plà h vvn l nszn nl mp ; l mdul l qud dà l fqunz dll nszn nll nvll d mp mn slln nl mp, dvs d z n md sl s w» w - w mssn dl lvll f l lvll mn slln nl mp, dvs d z n md sl s w» w - w ssmn dl lvll f l lvll E > < h > < M E M h

20 ndzn d snnzzzn l mn - ppsn l ndzn d snnzzzn, è l fqunz h l mp lmn dv v phé vvn l nszn ssmn H n E E plà d nszn p unà d mp: G M h E sn [ / ] / nnd sull fqunz dl mp.m. pnnd: E π ρ d ρ dnsà d n f d s n: G 4π M h ρ B ρ l d d Fm ffn d ssmn d Ensn

21 l ndzn ssmn E E snnzzzn: - G 4 M π h ppmn: M ρ B ρ n: ρ dnsà d n f d E π ρ d p l ll dll mssn sml, è dll nszn pps dl lvll d n m l lvll d n mn n psnz dl mp lmn sn, s sm l s: l sul è dn, phé l p d dpl l è l sss E E mssn sml pnp dl ln dl

22 mssn spnn ndpndnmn dll psnz d un mp lmn sn, l ssm sul lvll d n E nd m spnnmn dzn nnd sul lvll d n pù ss E n md sml un nnn h, mnnu n zn dll n dll sn, m spnnmn un mp lmn z l un ppmn h s lzz m l dpl l dll nnn E E H n

23 mssn spnn plà d mssn spnn p dpl l dll dll nnn: G sp 4 h M E E H n h E E f è ppznl l qud dl mmn d dpl l, m l plà d mssn nd d ssmn f è ppznl l u dll fqunz Esmp: plà d nszn spnn f lvll n d n dll dn, pzznd nsm G sp 4 h h 4 4,V Vm E -E -,4--,6, V v md sul lvll n: /G» ns 7 8 ms h h h 7 m, s

24 4 n E V nszn d dpl l f un dl s n n l s s s s M p p G sp Qun vl l p d dpl l? M < > d 4 h M m l l

25 funzn d'nd s z nsm.. 4. z l m s s R / C Y funzn d nd smm p nvsn dl ss: x f - x y f - y z f - z sn dll funzn d nd n qus zn, nn dll l!

26 funzn d'nd s z nsm z l m s s Y / funzn d nd smm p nvsn dl ss: x f - x y f - y z f - z s s mlpl s p l p h è dsp, p l funzn d nd s h è p s ll l nl su u l spz s n : M s,s è smp null! R C / l nszn vvnn sl f s d pà pps sn dll funzn d nd nll zn, nn dll l! l d slzn

27 ,5 pz l m p funzn d'nd,,5, -,5 p C Cz R / / Y s θ -, -, z nsm z funzn d nd nsmm p nvsn dl ss: x f - x y f - y z f - z sn dll funzn d nd nll zn, nn dll l!

28 M s, p z z s z R R d dϕ s θ dθ pz p z π z s q z z ll dl mmn d dpl l p f s z y p,5, y s funzn d'nd,5, -,5 y p z z è l p h sfm l funzn d nd y p nll funzn d nd y s funzn d'nd -, -, z nsm s y s z nsm z l nnd -è smp psv, phé y s y p hnn pà pps y s è p, mn y p è dsp - è nd p qu vl d z p qul y s y p sn nm dvs d z

29 M z è l p h sfm l funzn d nd y p nll funzn d nd y s ; n dn sfh z s q s,p z s - l mmn d dpl l è dvs d z sl s l nl sul nl q j sn dvs d z - ò s lzz n qus nszn phé l nll s p, l nll s s m l n nm l s z s q z R R d dϕ s θ d sθ p π ll dl mmn d dpl l p f s z y p y s l d slzn: D l D m l

30 p R Y CR sn P ndu l nszn p f s ppu p - f s un p dvs d z, phé l lmn d m z p,s è null: θ ϕ l p d dpl l M s, p z s ϕ z R R d dϕ snθ sθd sθ p π l nzn sull nl j dà sul null: π ϕ d ϕ π qund un dl l mpnn dll p d dpl l, h è un p vl, è è mps d p: M M M M x y z x y z

31 l p d dpl l n dn sfh: / sn sn sn / sn s sn s ϕ ϕ ϕ ϕ θ ϕ θ θ ϕ θ θ y x z ϕ ϕ θ θ sn sn - è l p h sfm l funzn d nd y p nll funzn d nd y s : l nzn sull nl j dà p; nh l nzn su sq è dvs d z, phé l nnd è un funzn p n sq π ϕ ϕ θ θ ϕ, s sn d d d R R M p s p s l d slzn: D l D m l,

32 E V l nszn pmss p dpl l: p f s p - f s 4 n s s p - p - p p M G sp < d 4 h M > m l l

33 M s,s z s z R R d dϕ sθ d s z π sθ smp d nszn p: s f s 7. s funzn d'nd y s z nsm s.6.4. l nzn su sq dà sul null, phé l nnd è un funzn dsp n sq, m s n s ll l d slzn: D l funzn d'nd y s z nsm

34 E V Innsà dll spl 4 G sp h M s -.4 s p - p p sn d ppznlà sp E I CG plà d nszn spnn p unà d mp dl lvll l lvll p - p p d - d - d d d / k B T j δ plà d upzn dl lvll d n E f d Blzmnn j l d slzn p un l s j dl lvll p dll s dl lvll

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