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RICORDATI CHE…
I corpi possono acquisire una
carica elettrica
, misura-
bile in coulomb (C). Esistono due tipi di cariche elettri-
che: positiva e negativa. Cariche dello stesso segno si re-
spingono, mentre cariche opposte si attraggono in base
alla
legge di Coulomb
, espressa dalla seguente equazione:
F
=
k
in cui
F
è l’intensità della forza elettrostatica attrattiva o
repulsiva,
k
=
9,0 · 10
9
N · m
2
/C
2
è una costante,
q
1
e
q
2
sono le quantità di carica interagenti e
r
è la loro reci-
proca distanza.
In un tubo catodico, con valori bassi di pressione gas-
sosa interna, si originano radiazioni, i
raggi catodici
,
che partono dal catodo e vanno verso l’anodo: si tratta di
un flusso di particelle cariche negativamente, gli
elettro-
ni
, presenti in tutti gli atomi. Negli atomi sono presenti
anche i
protoni
, positivi, e i
neutroni
, privi di carica.
Secondo il
modello di Thomson
l’atomo è una sfera
dotata di una carica positiva diffusa, al cui interno sono
distribuiti uniformemente gli elettroni. L’atomo è neutro,
poiché gli elettroni negativi bilanciano la carica positiva,
ed è sostanzialmente omogeneo in tutte le sue parti.
Secondo il
modello planetario di Rutherford
, l’atomo
ha al centro il nucleo, costituito da un certo numero di pro-
toni, e intorno un ugual numero di elettroni in movimento
su orbite circolari. Ogni elettrone è sottoposto alla forza di
attrazione elettrica che lo tiene vincolato al nucleo e alla
forza centrifuga che impedisce ad esso di cadere sul nucleo.
q q
r
1 2
2
Mettendo in relazione i quanti di energia di Planck
con gli spettri di emissione a righe, Bohr propose il suo
modello atomico a strati
sulla base di due postulati:
•
gli elettroni si muovono lungo orbite stazionarie cir-
colari, caratterizzate da una definita quantità di ener-
gia, e non emettono energia;
•
solo assorbendo un quanto di energia un elettrone può
saltare da un’orbita stazionaria a minore energia a un’al-
tra a maggiore energia e, viceversa, può tornare al livel-
lo energetico inferiore emettendo un quanto di energia.
L’elettrone che percorre un’orbita stazionaria è carat-
terizzato da un momento angolare (prodotto tra la sua
massa
m
, la sua velocità
v
e il raggio
r
dell’orbita) defi-
nito dalla relazione
detta
condizione quantistica
. In essa il
numero quanti-
co
n
può assumere solo valori interi positivi.
m v r n
h
=
2
π
26
Numero atomico e numero di massa
Il numero atomico
Z
è il numero di protoni presen-
ti nel nucleo di un atomo, mentre il numero di mas-
sa
A
è la somma di
Z
con il numero di neutroni
N
del nucleo:
A
=
Z
+
N
Proprietà delle onde
Tutti i tipi di onde sono definiti da una
lunghezza
d’onda
λ
, la distanza tra due massimi (creste) o due
minimi (ventri) successivi dell’onda, e da una
fre-
quenza
f
, il numero di oscillazioni nell’unità di tem-
po. La
velocità di propagazione
delle onde elettro-
magnetiche nel vuoto e nell’aria è
c
=
3,00 · 10
8
m/s.
Si ha:
λ
f
=
c.
Energia di un fotone
Ogni fotone di una radiazione elettromagnetica di
frequenza
f
ha un’energia
E
f
direttamente proporzio-
nale a
f
:
E
f
=
h f
La costante di proporzionalità
h
=
6,6 · 10
–34
J · s è
detta
costante di Planck
.
Si chiama
nuclide
un atomo di caratteristiche nu-
cleari ben definite. Indicando con X il simbolo chimi-
co dell’elemento, un nuclide si specifica con la nota-
zione
.
Nuclidi con uguale numero atomico e diverso numero
di massa appartengono a uno stesso elemento e sono det-
ti
isotopi
di quell’elemento. Essi possiedono identiche
proprietà chimiche, ma diversa massa. La maggior parte
degli elementi chimici in natura è un miscuglio di isotopi
e la massa atomica di un elemento è la media ponderata
delle masse atomiche degli isotopi che lo costituiscono.
La
luce
è un’onda elettromagnetica in cui oscillano un
campo elettrico e unomagnetico. La teoria ondulatoria del-
la luce si basa su prove come la rifrazione e la diffrazione.
Z
A
X
Lo
spettro elettromagnetico
è costituito da onde ra-
dio, microonde, infrarossi, luce visibile, ultravioletti,
raggi X e raggi
γ
.
Gli spettroscopi permettono di analizzare la luce poli-
cromatica separando, in base al fenomeno della rifrazione,
le sue componenti di diversa lunghezza d’onda. Esistono
due tipi di
spettri
: continui, in cui sono visibili tutti i co-
lori, e a righe distinte, tipiche della sostanza che li emette.
Secondo la
teoria quantistica
, l’energia della radia-
zione elettromagnetica non viene assorbita o emessa
dalla materia in modo continuo, ma per unità discrete
dette
quanti
o
fotoni
. La luce, quindi, si comporta sia
come un’onda sia come un flusso di particelle (
duali-
smo onda-particella
).