spettroscopia

La luce visibile,con i suoi colori,è una forma di energia,elettromagnetica,
e si presenta come un insieme di radiazioni con lunghezza d'onda e frequenza
caratteristichela energia collegata ad ogni radiazione è ben determinata
e dipende dalla frequenza(f) della radiazione e da una costante(h)(di Planck)
E = hf .
I colori ottenuti scomponendo la luce bianca con un prisma sono in
ordine di frequenza crescente:
rosso,arancione,giallo,verde,azzurro,indaco,violetto.
La frequenza di una radiazione si può prevedere conoscendo la energia
collegata f = E/h e la lunghezza d'onda L = c/f .

Per spiegare l'origine delle radiazioni luminose si deve considerare
la stuttura atomica a livello di distribuzione elettronica e le possibili
transizioni degli elettroni mediante assorbimento o emissione di energia.

Ogni elemento chimico presenta una distribuzione elettronica caratteristica:
gli elettroni sono localizzati in ben definiti livelli energetici che
presentano valori diversi nei diversi elementi
ogni elettrone può passare da un livello più interno,meno energetico,ad
un livello più esterno,più energetico,se riceve energia (mediante fotone)
pari alla differenza tra energia del livello maggiore ed energia del
livello inferiore DE = Em - Ei :se la sostanza vaporizzata viene
investita da un flusso di fotoni di varie energie (luce bianca) 
potrà assorbire i fotoni di energia adeguata alle transizioni possibili
per gli atomi della sostanza,mentre lascierà proseguire gli altri
fotoni:la luce trasmessa,esaminata con uno spettroscopio,presenterà
una gamma colorata continua(dal rosso al violetto) dovuta all'insieme
dei fotoni trasmessi,e una serie di righe nere,sul fondo colorato continuo,
corrispondenti alle frequenze dei fotoni assorbiti dalla sostanza:si
ottiene uno spettro di assorbimento,caratteristico per ogni elemento puro.
ogni elettrone può passare da un livello superiore ad un livello inferiore
se emette energia pari alla differenza DE = Em - Ei :tale energia viene
emesse sotto forma di radiazione con frequenza f = DE/h
le radiazioni emesse in queste transizioni si possono esaminare con
uno spettroscopio e si presentano come righe colorate,con specifica
lunghezza d'onda,su uno sfondo nero:spettro di emissione caratteristico
per ogni elemento chimico puro.

rappresentazione livelli energetici disponibili per gli elettroni in un atomo generico

fotoni con energie proporzionali alle frequenze,se assorbiti dagli elettroni nello stato fondamentale,più stabile,meno energetico,possono spostare gli elettroni su livelli superiori,più energetici:con questo meccanismo viene prodotto lo spettro di assorbimento,righe nere su fondo colorato,caratteristico per ogni elemento chimico

spettro di emissione:righe colorate su sfondo nero:lunghezza d'onda delle righe(posizione)caratteristica per ogni elemento chimico,prodotto dai fotoni con energia hf emesse quando gli elettroni passano da livelli più energetici(esterni) a livelli meno energetici(interni)

spettro di assorbimento:righe nere su sfondo colorato continuo:posizione delle righe nere coincidente con quelle di emissione per lo stesso elemento:sono dovute all'assorbimento di fotoni con energia hf da parte di elettroni che passano così da livelli più interni a livelli più esterni,privando di alcune frequenze lo spettro della luce continua che dalla sorgente emittente giunge allo osservatore generando lo spettro continuo con righe nere nella posizione delle frequenze assorbite

rappresentazione dei livelli energetici con diverso contenuto energetico per due sostanze A,B:le possibili transizioni tra livelli hanno valori diversi nei due elementi,e quindi anche i fotoni emessi o assorbiti in tali transizioni hanno energia e quindi frequenza diversa per le due sostanze,generando spettri di emissione e di assorbimento caratteristici per ogni sostanza :a righe o a bande in funzione dello stato atomico o molecolare

ogni elettrone passa dal livello fondamentale ad un livello più energetico se assorbe un fotone con energia hf pari alla differenza tra i due livelli(di arrivo e fondamentale)