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MISURA DI UNO SPETTRO VISIBILE
ENEA - Dipartimento Fusione e Tecnologie per la Sicurezza NucleareLaboratorio Sorgenti, Antenne e Diagnostiche G. Apruzzese, A. [email protected], [email protected]
Spettroelettromagneticoelucevisibile
• Lalucevisibileèunapiccolapartedituttalaradiazioneelettromagnetica:quellacheinostriocchiriesconoapercepire
• Laluceèun’ondaelettromagnetica
Spettrolampadaafluorescenza
Spettrolampadespettrali
1nm=unmiliardesimodim
Spettrodiradiazionetermica• Radiazioneemessadallasuperficiediunoggettodovutaalla
propriatemperatura
• Peruncorpoidealelalunghezzad’ondacorrispondenteallamassimaintensitàdiradiazioneèdatada
λmaxT=costante=2898×103nmK(leggediWien)
Esempio:peruncorpoatemperaturadi5000K,λmax=579.6nm(vedicurvagiallainFigura)
Spettrieloromisura
• Misura lo spettro della radiazione elettromagneticaovvero le proprietà della luce in funzione della sualunghezzad’onda
• Unfasciopolicromaticoincidesuunreticoloingradodideviarelediverseradiazionicondiversiangoli
• Ilreticolosvolgelastessafunzionedelprisma,mailsuofunzionamentosibasasulladiffrazioneeinterferenza
• Un’ondaelettromagneticaècaratterizzatadaunafrequenzaυedaunalunghezzad’ondaλ
υ =v/λdovevèlavelocitàdellalucenelmezzodipropagazione• Nelvuotov=300000km/s=3x108m/s
Emissionediriga• Lospettrodiemissioneèdovutoallaradiazione
elettromagnetica emessa dagli elettronidell’atomo quando questi compiono unatransizione da uno stato a energia maggioreverso uno a energiaminore, emettendo uno opiùfotoni
• I fotoni emessi hanno un’energia pari alladifferenzadienergiatrailivelli
Energiadeifotoni:ΔE=hυ, hcostantediPlanck6.626x10-34Js
Spettrolampadaaincadescenza
Lucelampada
• La luce vieneprodottadalr i s c a l d a m e n t o(med i amen t e p a r i a2700K)diunfilamentoditungsteno attraverso cuipassa la corrente elettrica(effettoJoule)
FILTRI: assorbono una parte dellecomponenti spettralidella radiazioneincidente e ne trasmettono unintervallopiùomenoampio.
FILTRO• Le lampade fluorescenti contengonoMercurio (Hg) edun gasnobiletipoArgon(Ar)adunapressionedi2-3mmdiHg.
• Gli ultravioletti emessi dagli atomi di Hg (Hg I - 253.7 nm) vengonoconvertiti inlucevisibileperfluorescenzadalleparetidelcontenitorechesonorivestitedapolverifluorescenti.
Spettrolucesolare
• Radiazioneprovenientedaunostratosuperficialedelsoledettofotosferacheattraversalasovrastantecromosfera(sottilestratodell’atmosferadelsole,2000Km)
• Nell’attraversamento della cromosfera e dell’atmosfera terrestre unafrazione dei raggi solari viene assorbita, dando origine nello spettro anumeroserighediassorbimento(dettecromosfericheetelluriche).
Spettrocontinuoconrighediassorbimento• Lampada fluorescente:
lampada a scarica in cuil’emissione luminosa èi nd i r e t t a , p e r chè i lmaterialeemittentenonèil gas ionizzato ma unmaterialefluorescente.
Idrogeno Elio Ossigeno
Argon Azoto
• Lampadaascarica:sibasasull’emissioneluminosadapartediungasionizzatoperluminescenzacheèunprocessodiemissionediradiazioneaseguitodiassorbimentodienergia
SpettrocontinuonondipendedallastrutturaatomicadelmaterialeSpettrodiemissione/assorbimentospettroarighedovutoallastrutturaatomicadelmateriale
Spettropuntatorelaser
• I puntatori meno costosi utilizzavano un diodo laser rosso conlunghezzad’ondadicirca650nm;altriutilizzanoundiodo635nmditiporosso-arancione,piùfacilmentevisibileall’occhioumano
Emissionespettralemonocromatica
• Un puntatore laser è undispositivo portatile cheemette un fascio laser abassa potenza e coerenzamoltolimitata
Spettrotorciacellulare
• LED blu integrato con filtro di fosfori che convertono parte dellaradiazionebluinverdeerosso
• La luce incidente, soprattutto ultravioletta, viene riemessa nel rangedelvisibile
LuceLED
Hα
Hβ
confiltrosenzafiltro
(interferenziale)
H
Reticolodidiffrazione
Rivelatore
Specchiocollimatore
Specchiofocalizzatore
Spettrometro
Fenditurad’ingresso
Elemento Lunghezzad’onda(nm)
Magnesio 517
Sodio 589
Idrogeno 656
Ossigeno 687
Ossigeno 762
