Re: Elettrone; la solita domanda a cui spero segua un'insolita risposta.

From: Elio Fabri <elio.fabri_at_tiscali.it>
Date: Wed, 25 Apr 2012 21:09:07 +0200

Marco Giampaolo ha scritto:
> A ventimila gradi centigradi tu pensi di strappare completamente gli
> elettroni dal nucleo? Veramente?
> Strappi, con una certa probabilit� (minore di 1) i pi� esterni nel
> caso dei metalli, se no neanche quelli. Quelli interni manco li vedi.
> Fatti due conti con l'energia di ionizzazione dell'Elio o dell'Idrogeno.
> L'Idrogeno ha un'energia di ionizzazione di 13.6 eV, 20000� sono
> circa 2eV. Non gli fai praticamente niente. E per l'idrogeno abbiamo
> solo un elettrone. Immagina per gli altri atomi.
Hai ragione, ma non del tutto.
Certamente ionizzare completamente un atomo con molti elettroni
richiede una temperatura assai pi� alta.
Ma il tuo ragionamento dell'idrogeno non va: non basta confrontare kT
con l'energia di ionizzazione.
L'equilibrio di ionizzazione � pi� complicato: non conta solo il fattore
di Boltzmann ma anche lo spazio delle fasi, che favorisce lo stato con
pi� particelle presenti.
Per la stessa ragione, non basta dare la temperatura per calcolare
l'equilibrio: conta anche la pressione, e a pressione bassa l'equil.
si sposta verso lo stato ionizzato.
In formule, la cosa � regolata dall'eq. di Saha.
Non ho fatto i conti, ma sono sicuro che a 20000 K, anche a pressione
atmosferica, una frazione tutt'altro che trascurabile degli atomi di H �
ionizzata.

C'� un'interessante applicazione astrofisica, nella visibilit� della
serie di Balmer (in assorbimento) negli spettri stellari.
La massima intensit� delle righe di Balmer si ha nella classe A (che
si chiama cos� proprio per questo): temper. attorno a 10000 K.
L'intensit� decresce sia nelle stelle pi� fredde (F, G, K, M) sia nelle
pi� calde (B, O).

La diminuzione per le stelle fredde si capisce facilmente: la serie di
Balmer in assorbimento si produce partendo da atomi nello stato
eccitato n=2, e la popolazione in questo stato decresce quando la
temperatura si abbassa.
Ma a temperature pi� alte?
La popol. in n=2 diminuisce perch� si popolano i livelli pi� alti, ma
soprattutto perch� l'idrogeno si ionizza.
            

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Elio Fabri
Received on Wed Apr 25 2012 - 21:09:07 CEST