La fisica dei corpuscoli/Capitolo 8/1

by Giuseppe Gianfranceschi

Capitolo 8 - Le leggi di Kirchhoff

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Giuseppe Gianfranceschi - La Fisica dei Corpuscoli (1920)

Capitolo 8 - Le leggi di Kirchhoff

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1. — Le leggi di Kirchhoff. — Lo studio del modo di comportarsi dei corpi in riguardo alla energia raggiante emessa o ricevuta è strettamente collegato con quello della costituzione ultima dei corpi. È appunto negli ultimi elementi in si può risolvere un corpo che risiede l’energia del corpo; dalla natura di quelli dipende dunque il modo di comportarsi rispetto all’energia.

Diciamo energia raggiante ogni specie di energia che si può propagare per mezzo dei raggi, ossia senza l’intervento della materia ponderabile che la conduca o la trasporti. Secondo le teorie attuali questa energia è trasmessa per mezzo di vibrazioni trasversali dell’etere. Le varie specie di energia raggiante differiscono per la forma e per la diversa lunghezza d’onda delle vibrazioni.

Un corpo può ricevere energia raggiante che gli venga dall’esterno, o può inviarne all’esterno. Se la riceve può in parte rifletterla, in parte assorbirla, in parte rinfrangerla e trasmetterla. La parte di energia assorbita si trasforma generalmente in calore.

Ciò che più ci interessa è appunto la proprietà di assorbire l’energia, o di emetterla. Diciamo potere assorbente totale di un corpo la frazione di energia incidente che il corpo ritiene; potere emissivo totale la quantità totale di energia che il corpo irraggia per ciascuna unità di superficie

Se invece di considerare tutta l’energia si tien conto soltanto di quella corrispondente ad una determinata lunghezza d’onda, o piuttosto a lunghezza d’onda comprese in un piccolo intervallo tra due valori $\lambda$ e $\lambda +d\lambda$, allora avremo il potere assorbente e il potere emissivo corrispondente a quella lunghezza d’onda. Ogni volta che si vorrà mettere in relazione il potere assorbente di un corpo col suo potere emissivo dovremo considerare soltanto queste grandezze rispetto ad una determinata specie di energia, ossia quella di una determinata lunghezza d’onda nel senso che s’è detto. Una tale energia la potremo chiamare radiazione semplice.

Il Kirchhoff¹ ha dato due leggi, una di tipo qualitativo, l’altra di tipo quantitativo. La prima si può enunciare dicendo che un corpo è assorbente per quelle stesse radiazioni che è capace di emettere. A questa legge è dovuto il fenomeno dell’inversione dello spettro.

La seconda fu data dal Kirchhoff per le radiazioni calorifiche, ma è stata poi estesa anche alle altre specie di radiazioni. Si può enunciare dicendo che per ciascuna radiazione semplice il quoziente tra il potere emissivo e quello assorbente, ad una stessa temperatura, è costante per tutti i corpi.

Se chiamiamo con A il potere assorbente di un corpo M, con E il suo potere emissivo, il Kirchhoff ha dimostrato che il rapporto E/A dipende soltanto dalla temperatura del corpo e dalla lunghezza d’onda della radiazione. Sicchè se abbiamo più corpi designati cogli indici 1,2,3... $m$ sarà

177)	${\frac {{\text{E}}_{1}}{{\text{A}}_{1}}}={\frac {{\text{E}}_{2}}{{\text{A}}_{2}}}={\frac {{\text{E}}_{3}}{{\text{A}}_{3}}}=\dots ={\frac {{\text{E}}_{m}}{{\text{A}}_{m}}}$ .

Se per un corpo speciale si avesse ${\text{A}}=1$, ossia se esso è capace di assorbire tutta l’energia che riceve, e ci sarà possibile misurare il suo potere emissivo, e lo indichiamo con ${\text{E}}_{n}$, per questo corpo speciale il rapporto in questione risulta eguale ad ${\text{E}}_{n}$; e allora potremo scrivere che per un corpo qualsiasi il rapporto E/A è eguale al potere emissivo di questo corpo speciale; potremo cioè scrivere

178)	${\frac {\text{E}}{\text{A}}}={\text{E}}_{n}$ .

Note

1. Kirchhoff G. R. — Pogg. Ann. 109, p. 275 (1860), e Gesammelle Abhanglungen (1882), Leipzig, p. 574.