Linee di Fraunhofer

In fisica e in ottica, le linee di Fraunhofer sono un insieme di linee spettrali, originariamente osservate come linee in assorbimento nello spettro ottico del Sole. Prendono il loro nome dal fisico tedesco Joseph von Fraunhofer.

Storia

Il primo ad osservare delle zone scure nello spettro del Sole fu il chimico inglese William Hyde Wollaston nel 1802. Successivamente, nel 1814, Fraunhofer riscoprì indipendentemente le linee e cominciò una classificazione sistematica, insieme ad una misura accurata della lunghezza d'onda delle linee stesse. Catalogò in tutto 570 linee, assegnando alle principali le lettere da A a K e altre lettere alle linee più deboli.

Successivamente Kirchhoff e Bunsen, scoprirono che ciascun elemento chimico può essere associato a serie di righe spettrali e dedussero perciò che le linee scure nello spettro solare fossero dovute all'assorbimento da parte degli elementi presenti negli strati più esterni del sole. Oggi, con le moderne tecniche di osservazione e di spettroscopia si possono distinguere migliaia di righe nello spettro solare.

Origine

Solitamente le linee di Fraunhofer sono linee di assorbimento. Queste linee sono prodotte quando un gas freddo si trova fra una sorgente di luce ad ampio spettro e un rilevatore: in questo caso si osserva una diminuzione dell'intensità della luce nella frequenza del fotone incidente, dal momento che le particelle di luce vengono assorbite e poi riemesse in direzioni casuali, per lo più diverse da quella originale di provenienza. Questo effetto risulta in righe nere sullo spettro della luce emessa. Nel Sole, le linee di Fraunhofer sono osservate nei gas delle regioni esterne del Sole, che sono troppo freddi per produrre direttamente righe di emissione degli elementi che contengono.

Elenco delle principali linee di Fraunhofer

Le principali linee di Fraunhofer, con l'elemento associato e la lunghezza d'onda corrispondente in nanometri, sono riportate nella seguente tabella:

Designazione	Elemento	L. d'onda (nm)	Designazione	Elemento	L. d'onda (nm)
y	O₂	898.765	c	Fe	495.761
Z	O₂	822.696	F	Hβ	486.134
A	O₂	759.370	d	Fe	466.814
B	O₂	686.719	e	Fe	438.355
C	Hα	656.281	G'	Hγ	434.047
a	O₂	627.661	G	Fe	430.790
D₁	Na	589.592	G	Ca	430.774
D₂	Na	588.995	h	Hδ	410.175
D₃ o d	He	587.5618	H	Ca⁺	396.847
e	Hg	546.073	K	Ca⁺	393.368
E₂	Fe	527.039	L	Fe	382.044
b₁	Mg	518.362	N	Fe	358.121
b₂	Mg	517.270	P	Ti⁺	336.112
b₃	Fe	516.891	T	Fe	302.108
b₄	Fe	516.891	t	Ni	299.444
b₄	Mg	516.733

Le linee C, F, G' ed h corrispondono alle prime quattro linee di emissione della serie di Balmer dell'idrogeno atomico. Il baricentro delle due linee del famoso doppietto del sodio a 589.29 nm fu inizialmente contrassegnato con l'unica lettera D.

Grazie alle loro lunghezze d'onda ben definite, le linee di Fraunhofer sono spesso utilizzate per caratterizzare l'indice di rifrazione e le proprietà dispersive dei materiali ottici.

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Collegamenti esterni

(EN) Fraunhofer lines, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.