Concetti Chiave
- La luce visibile rappresenta una piccola parte dello spettro elettromagnetico, con lunghezze d'onda comprese tra 380 e 760 nanometri.
- Il colore violetto ha la lunghezza d'onda più corta, mentre il rosso ha la lunghezza d'onda più lunga all'interno dello spettro visibile.
- I fotoni sono le particelle costitutive della luce, e la loro energia aumenta con la diminuzione della lunghezza d'onda.
- Quando una molecola assorbe l'energia di un fotone, uno dei suoi elettroni può diventare eccitato, passando a un livello energetico superiore.
- Due possibili eventi si verificano quando un elettrone è eccitato: ritorno allo stato fondamentale con emissione di energia, o trasferimento dell'elettrone a una molecola accettrice, come nella fotosintesi.
La luce visibile è una piccolissima porzione di un vasto spettro continuo di radiazioni, chiamato spettro elettromagnetico. Ogni tipo di radiazione in questo spettro ha natura ondulatoria, ed è perciò caratterizzato da una lunghezza d’onda. Ad un estremo dello spettro vi sono i raggi gamma, ce hanno una lunghezza d’onda molto corta ed all’altro estremo vi sono le onde radio, che hanno lunghezze d’onda talmente grandi da essere misurate in chilometri.
Caratteristiche della luce visibile
La porzione dello spettro elettromagnetico compresa fra 380 e 760 nanometri è chiamata spettro visibile perché l’occhio dell’uomo è sensibile a tali lunghezze d’onda. Lo spettro visibile comprende tutti i colori dell’arcobaleno; il violetto ha la lunghezza d’onda più corta, il rosso la più lunga. La luce appare costituita da particelle o pacchetti di energia chiamati fotoni. Minore è la lunghezza d’onda della radiazione, maggiore è l’energia per fotone. Quando una molecola assorbe l’energia di un fotone, questa energia è catturata da uno dei suoi elettroni, che diventa eccitato, cioè passa da un orbitale a bassa energia ad un altro a più elevato contenuto energetico e localizzato più lontano dal nucleo. In queste condizioni, a seconda dell’atomo e del suo ambiente circostante, possono verificarsi due eventi: l’atomo ritorna allo stato fondamentale (stato in cui tutti i suoi elettroni sono nella condizione normale di più basso contenuto energetico) e l’energia acquisita viene dispersa come calore o come luce di lunghezza d’onda maggiore di quella della luce assorbita (emissione di luce chiamata fluorescenza), oppure l’elettrone eccitato lascia l’atomo e può essere catturato da una molecola accettrice di elettroni, che si riduce. Questo è esattamente ciò che avviene nella fotosintesi.
Domande da interrogazione
- Qual è la porzione dello spettro elettromagnetico che l'occhio umano può percepire?
- Come si comportano i fotoni quando vengono assorbiti da una molecola?
- Qual è la relazione tra lunghezza d'onda e energia dei fotoni?
La porzione dello spettro elettromagnetico che l'occhio umano è in grado di percepire è chiamata spettro visibile, che si estende da 380 a 760 nanometri e comprende tutti i colori dell'arcobaleno.
Quando una molecola assorbe l'energia di un fotone, questa energia viene catturata da uno dei suoi elettroni, che diventa eccitato e può passare a un orbitale di energia più elevata, portando a eventi come la fluorescenza o la cattura dell'elettrone da parte di una molecola accettrice.
Minore è la lunghezza d'onda della radiazione, maggiore è l'energia per fotone; quindi, i fotoni con lunghezze d'onda più corte, come quelli del violetto, possiedono più energia rispetto a quelli con lunghezze d'onda più lunghe, come quelli del rosso.
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