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vero la porzione visibile dello spettro elettromagnetico). La ra-
diazione elettromagnetica a sua volta ha una duplice natura,
corpuscolare ed ondulatoria. In quanto onda, le sue proprietà
possono essere ricondotte alle proprietà delle onde elettroma-
gnetiche, così che ogni radiazione risulta caratterizzata da una
frequenza
, da una lunghezza d'onda
e dalle altre proprietà
dei campi elettrici e magnetici (Figura 1). In particolare, l'onda
elettromagnetica è caratterizzata da un'energia E correlata alla
sua frequenza dalla relazione E = h
, dove h è la costante di
Planck. La porzione dello spettro elettromagnetico detta "luce"
è mostrata in Figura 2. Nella visione corpuscolare, la luce è as-
sociata a corpuscoli detti fotoni, aventi quantità di moto definite
e capaci di scambiare l'energia con altri corpi a seguito di parti-
colari interazioni. A seconda dello specifico esperimento effet-
tuato, può essere rivelata di volta in volta la natura corpuscola-
re od ondulatoria della luce [3].
Per quanto riguarda la natura della materia, è in qualche modo
sorprendente come le prime ipotesi filosofiche proposte, tra gli
altri, da Democrito e Leucippo (V secolo a.C.) non fossero poi
così lontane dalla rappresentazione moderna della natura della
materia, facendo risalire tutto a "mattoni" indivisibili infinitamen-
te piccoli [1]. Il predominare della scuola e del pensiero di Ari-
stotele fece cadere per lunghi secoli nel dimenticatoio l'ipotesi
dei mattoni costituenti, fino all'emergere della teoria atomica.
Tralasciando la discussione sullo sviluppo della teoria atomica
[2], possiamo sintetizzare i suoi concetti nel considerare la ma-
teria come costituita da insiemi organizzati di "mattoni" fonda-
mentali detti atomi e molecole, a loro volta costituiti da nuclei,
carichi positivamente (trascuriamo le particelle subnucleari), ed
elettroni, carichi negativamente. All'interno della teoria atomi-
ca, e punto fondamentale per la rappresentazione moderna
della materia, vi è il concetto di orbitale, che può essere defini-
to come la zona dello spazio intorno al nucleo in cui si ha la
massima probabilità di trovare gli elettroni. Le rappresentazioni
schematiche di alcuni orbitali atomici sono mostrate in Figura
3. È importante sottolineare che ad ogni orbitale è associata
una certa energia e che gli elettroni `riempiono' gli orbitali se-
condo regole ben definite (Principio di Pauli), per esempio non
più di due elettroni possono occupare lo stesso orbitale. Emer-
ge a questo punto il concetto di configurazione elettronica di
un atomo, che è la descrizione della collocazione degli elettro-
ni nei vari orbitali. Ogni atomo può assumere diverse configu-
razioni elettroniche (ovvero gli elettroni possono collocarsi in
maniera diversa negli orbitali disponibili), ad ognuna delle quali
corrisponde una particolare energia. La configurazione elettro-
nica ad energia più bassa è detta stato fondamentale, e corri-
sponde al caso in cui gli elettroni sono collocati negli orbitali
aventi energie più basse, compatibilmente con il Principio di
Pauli (in questa descrizione sono trascurati gli effetti relativi al-
lo spin, non essenziali per il livello di approssimazione adope-
rato in questo articolo). Lo stato fondamentale definisce tutte le
proprietà chimico-fisiche del sistema a riposo, incluse quelle
strutturali e la sua reattività chimica. Quanto detto sopra per gli
atomi può essere esteso alle molecole, di qualsiasi dimensione
esse siano (da molecole biatomiche omonucleari come l'idro-
geno molecolare a molecole complesse come il Dna), con la
notabile differenza che dovranno essere considerati orbitali
molecolari invece di semplici orbitali atomici.
Gli stati elettronicamente eccitati
Come accennato in precedenza, il punto centrale legato alla
comprensione dei fenomeni fotoindotti è il concetto di stato
elettronicamente eccitato,
da qui in avanti chiamato per brevità
stato eccitato (sono in prima approssimazione trascurati gli
stati vibrazionalmente o rotazionalmente eccitati) [3-6].
Avendo definito precedentemente lo stato fondamentale, risul-
ta ovvio come uno stato eccitato corrisponda ad uno stato
avente energia superiore a quello dello stato fondamentale. La
differenza più chiara tra lo stato fondamentale e uno stato ec-
citato è collegata ad una diversa configurazione elettronica [7].
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Figura 3 - Rappresentazione schematica di alcuni orbitali atomici
Figura 2 - Schematizzazione dello spettro elettromagnetico
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