Re: [help] dubbi su corpo nero e altri concetti di ottica

From: Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP>
Date: Mon, 19 Feb 2007 18:19:00 GMT

ahrfukkio ha scritto:
> [xpost da it.discussioni.ingegneria]
> Buonasera; ho qualche dubbio che non riesco a chiarire e quindi sottopongo
> a voi:
>
> 1) Il sole � un corpo nero a 6000kelvin;

dici ?
Secondo me la composizione spettrale della sua luce, oltre che
da T (come un classico corpo nero), � influenzata dalla
composizione chimica sia della parte emissiva sia degli strati
filtro della corona (che pure sono essi stessi anche emissivi).
Se cos� non fosse, non si capirebbe come mai si pu� ottenere una
stima della composizione chimica degli elementi superficiali a
partire dalla luce spettrale emessa.
Penso che molta parte dei sistemi materiali non si comportino
letteralmente da corpi neri, anche se ce ne sono alcuni, anche
semplici, che in un certo range di T, emulano bene il concetto.
Ad es. i metalli (NON ossidati) e i plasmi di elettroni liberi
(sottoposti con qualche mezzo, tipo campi magnetici, a subire
fenomeni turbolenze).
Cio�, in pratica deve sparire la struttura fine dovuta ai salti
energetici delle transizioni atomiche e/o molecolari.
Nei metalli questo accade per la grandissima vicinanza
energetica degli orbitali dei reticoli, che in pratica formano
bande "continue". Nei sistemi dove ci siano elettroni liberi in
fase gas, di nuovo, torna in gioco la sola quantizzazione degli
stati traslazionali degli elettroni, cos� fitta da non essere
avvertibile in molti fenomeni (forse in tutti, ma questo non lo so).

> ora una lampada a 6000K tipo un
> faro allo xeno fa una luce bianca ghiaccio.. perch� il sole invece appare
> giallo?

beh, sostanzialmente contiene una abbondanza dell'elemento Xeno
infinitamente minore. Lo spettro di emissione dello Xeno (o
dello iodio o del mercurio) a una certa T � parecchio diverso da
quello di emissione dell'idrogeno (o dell'elio, o carbonio o
ossigeno, che abbondano sul sole in rapporto a elementi pi�
pesanti). Ora FORSE nell'interno del sole, con le temperature di
decine (o sono centinaia ? Boh non ricordo) di milioni di K, la
struttura delle transizioni � inesistente perch� non ci sono
aggregati stabili e i nuclei atomici sono essenzialmente pelati
a zero e i rispettivi elettroni "liberi". Ma la superficie, a
soli 6000�, non consente certo di ionizzare completamente n�
l'idrogeno n� tantomeno l'elio (e gli elettroni interni dei
nuclei pi� pesanti). Quindi si osserva la radiazione "gamma"
nata dentro dopo che ha subito una serie di assorbimenti e
riemissioni nei vari strati pi� superficiali e pi� freddi, e
alla fine l'impronta chimica della superficie del sole rimane

> Penso perch� la componente azzurra dello spettro viene diffusa
> dall'atmosfera e quindi noi vediamo il restante e quindi tonalit� piu sul
> giallo..

questo � certo vero, ma non � l'unico fattore.

>
> secondo la mia prof invece lo vediamo cos� perch� il nostro occhio ha
> sensibilit� massima sui toni gialli (555nm di lunghezza d'onda).. a me
> potrebbe anche tornare..

e in effetti anche questo non � falso, dato che il nostro occhio
non � uno spettrometro ma un sensore soggettivo e adattato solo
a un certo contesto

> ma allora perch� se il sole � a 6000K e una
> lampada � a 6000K il sole mi appare giallo e la lampada bianca ghiaccio ?

su questo spero si sia chiarito.

altri esempi della mancanza di correlazione del corpo nero ai
sistemi materiali.
I borani bruciano con fiamme verdi, il metano azzurrognola, il
CO e lo zolfo con fiamma decisamente bluastra, la brace viva con
colori tra il rosso e il giallo (nota che tra tutti gli esempi
la brace, ossia il carbone, che � affine alla grafite, ed �
otticamente "NERO", si avvicina in effetti al corpo nero perch�
� un semiconduttore a T.A. ma la conducibilit� sale molto
all'incandescenza), altri gas danno fiamme variamente colorate.
Pensa poi alle esperienze scolastiche sui cosiddetti saggi alla
fiamma, dove neppure gli elementi alcalini, cos� facili a
ionizzarsi in confronto ad altri, possono essere considerati
completamente ionizzati intorno ai 2000� (fiamma metano, beh, un
poco meno in verit�)

>
> 2) perch� un corpo ossidato ha una emissivit� maggiore di uno non
> ossidato??

ecco questa � una domanda che in senso chimico � poco
determinata. Cos'� un corpo ossidato ? Ci sono ossidi pi�
emissivi e meno emissivi degli atomi di partenza.
Ad es. l'ossido di cerio (il drogante delle reticelle alla
"toria" delle lampade da campeggio) ha una emissivit� notevole
nel visibile, il biossido di carbonio, rispetto alla grafite, ha
una emissivit� ridicola.
Quindi com'� posta la cosa � troppo generica.

> a quanto mi pare di aver capito entra in gioco la riflessone sulla
> superfice.. ma mi pare strano che il concetto di emissivit� sia legato
> alla riflessione..

non capisco ....

> se io ho un oggetto in una stanza "buia" questi, se la sua temperatura �
> maggiore di quella circostante, emetter� lunghezze d'onda... se invece la
> sua temp. � minore le assorbir�.. almeno io ho capito cos�.. che c'entra
> quindi la riflessione? penso che abbia a che fare con il concetto che un
> corpo nero assorbe tutto ed emette tutto..

infatti. Ma il modello pi� rispondente � il pi� volte citato
caso della cavit� (grande) contenente platino alla transizione
di fase di fusione ed un piccolo foro sulla superficie : solo
quel buco si comporta in effetti da corpo nero.

> quindi pi� assorbe (una
> superfice ossidata ha molte asperit� e riflette meno) e pi� deve
> emettere..

su questo lascio volentieri la parola ai fisici, perch� temo
siano implicate correlazioni tra la "grana" delle asperit� e le
lunghezze spettrali.
All'atto pratico per� so che, ad es, una vernice nera opaca,
"satinata", assorbe con pi� efficacia la luce di una nera
(stesso colore) ma liscia e lucida. Il nerofumo � efficacissimo
ad assorbire (se dipingi una lamiera o un pannello con nero fumo
si scalda meglio che se lo vernici in smalto nero lucido).

Ma non so la ragione, spero che qualcuno integri la risposta.
ciao
Soviet_Mario



> ho cercato un p� in rete ma non riesco a mettere insieme i cocci
> dei vari ragionamenti..
> spero che qualcuno possa far LUCE su tutto ci�..
> thanks :)
>
Received on Mon Feb 19 2007 - 19:19:00 CET