67. Emissione e assorbimento dei gas incandescenti. Spettroscopio. — Lo spettro d’emissione diviene discontinuo coi vapori metallici incandescenti, cioè è costituito in generale da un fondo scuro su cui son disseminate, in grande o in piccolo numero, delle righe sottili luminose. Questo spettro è perciò il rovescio, per dir così, dello spettro solare, ove si hanno le righe di Fraunhofer, sottili e oscure, sul fondo colorato continuo che è proprio dei solidi incandescenti.

Per studiare comodamente le particolarità di simili spettri si deve, come abbiamo detto, ricorrere a un metodo di osservazione oculare diretta, anzichè alla proiezione su uno schermo. Serve a tal uopo lo spettroscopio, costituito da una piattaforma, (fig. 85), su cui si trovano il prisma P, il collimatore FL, il cannocchiale CO, e un terzo cannocchialino ST che ha una funzione accessoria. Il collimatore è formato della fenditura F, collocata nel fuoco della lente L, che rende paralleli i raggi emergenti da quella; avanti alla fenditura si dispone la sorgente di cui si vuole studiare lo spettro. I raggi vengon deviati e dispersi dal prisma P, e poscia ricevuti nel cannocchiale il cui oculare si adatta in modo che le righe spettrali appariscano con la massima nettezza. Insieme ai raggi provenienti dal prisma, il cannocchiale riceve quelli provenienti da ST e riflessi sulla faccia del prisma medesimo; e poichè in S si trova una piccola scala graduata disposta al fuoco della lente T, che ne dà un’immagine virtuale a distanza infinita, nel cannocchiale CO, che dev’essere anch’esso adattato per la visione netta di oggetti lontanissimi, saranno insieme visibili le righe spettrali e la scala graduata. Su questa si possono rilevare le posizioni delle righe, il che è molto utile per il confronto degli spettri di diverse sorgenti.

L’apparecchio non ci apprende nulla di nuovo sullo spettro continuo delle sorgenti terrestri di luce bianca; ma invece si presta assai bene per lo studio dello spettro dei gas o dei vapori metallici incandescenti; si osservano allora delle righe brillanti finissime, che hanno, come è naturale, il colore corrispondente al posto occupato nello spettro continuo (spettri a righe), o delle righe sfumate (spettri a colonnato).

Per rendere incandescenti i gas o i vapori metallici si può ricorrere a diversi procedimenti, ai quali corrispondono in generale spettri alquanto diversi. I più caratteristici per i metalli sono: lo spettro di fiamma, ottenuto vaporizzando nella fiamma Bunsen o nel becco ossidrico un frammento del sale metallico corrispondente, o spruzzandovi la soluzione relativa; lo spettro d arco, ottenuto disponendo in uno dei carboni che servono a produrre l’arco voltaico un frammento del sale o del metallo, ovvero impregnando il carbone positivo con una soluzione del sale, o facendo saltare l’arco tra due bacchette del metallo; e infine lo spettro di scintilla, ottenuto facendo scoccare delle forti scintille tra gli elettrodi del metallo da studiare, e sceverando tra le righe osservate quelle proprie del gas in cui avviene la scintilla, che possono del resto attenuarsi con disposizioni speciali. Ai tre tipi di eccitazione corrisponde in generale una diversa luminosità delle varie righe dello stesso metallo, che si rinforzano o s’indeboliscono non ugualmente; ma le righe son sempre quelle, caratteristiche del metallo.

Per i gas comuni il solo procedimento che possa adottarsi allo scopo di portarli all’incandescenza è quello della scarica elettrica; ordinariamente si ricorre a un tubo contenente il gas a bassa pressione (tubo di Plucker, fig. 86). Il gas s’illumina vivamente, nella parte capillare MN, a ogni scarica che lo attraversi per mezzo degli elettrodi di platino A, B. E lo spettro ottenuto è pure caratteristico della natura del gas.

Il sodio in vapore dà luogo a una riga brillante, che con forti dispersioni si scinde in due vicinissime; queste occupano esattamente il posto di due righe dello spettro solare, il cui insieme costituisce la riga D di Fraunhofer; una riga rossa dà il litio, e una più debole nell’aranciato; e quanto ai gas citeremo il bellissimo spettro dell’idrogeno, di cui due belle righe nel rosso e nel verde azzurro, coincidono con le righe C, F dello spettro solare. L’analisi spettrale si esegue appunto esaminando lo spettro della sostanza vaporizzata opportunamente, e confrontandolo con talune tabelle estesissime, contenenti gli spettri dei diversi elementi; si poterono così scoprire dei nuovi elementi, prima sconosciuti, come il cesio, il rubidio, il tallio, l’indio, il gallio, e si potè definitivamente classificare tra gli elementi i nuovi gas scoperti nell’atmosfera, come l’argon, il neon, il cripton, a ciascuno dei quali corrisponde un nuovo spettro caratteristico; lo stesso avvenne del radio e dell’elio.