Risonanza di Fermi
In fisica, la risonanza di Fermi è una variazione dei livelli energetici e dell'intensità di assorbimento dello spettro a infrarossi o Raman di una molecola rispetto ai livelli previsti dai modelli basilari della teoria, analogamente a quanto avviene con i battimenti in musica, ma qui è un effetto quantistico che comporta il mescolamento di stati fondamentali.[1] Il fenomeno prende il nome dal fisico italiano Enrico Fermi che l'ha spiegato per primo[2] e comporta che una molecola assorba onde eletromagnetiche, tipicamente nello spettro infrarosso, a frequenze e intensità diverse rispetto a quelle previste nei modelli base. Un articolo del 2024 pone questo meccanismo alla base dell'effetto serra provocato dal biossido di carbonio.[3]
Descrizione
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Le molecole colpite da onde elettromagnetiche possono, se della frequenza giusta, assorbirle e passare ad uno stato energetico superiore, che consiste in una diversa frequenza di vibrazione di uno o più dei possibili modi di vibrazione (si veda figura a lato per il caso della CO2).[4]
Alcuni modi di vibrazione possono avere casualmente frequenze molto simili o multiple l'una dell'altra. Ad esempio, nel caso della CO2, l'energia associata a un livello del modo V1 indicato in figura è quasi uguale al doppio dell'energia associata a un livello di V2 (ipertono di V2).[5]
In questi casi si hanno due effetti (figura in basso):
- uno spostamento verso l'alto della frequenza del livello già più alto e uno spostamento verso il basso del livello già più basso;
- la frequenza con l'assorbimento più debole guadagna intensità (assorbe più radiazione) e quella più intensa si indebolisce.
In definitiva il numero di frequenze assorbite non varia, ma ne varia leggermente la frequenza e l'intensità di assorbimento.
Note
modifica- ^ Kazuo Nakamoto, "Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds: Theory and Applications in Inorganic Chemistry (Volume A)", John Wiley, 1997, ISBN 0-471-16394-5.
- ^ (DE) E. Fermi, Über den Ramaneffekt des Kohlendioxyds, in Zeitschrift für Physik, vol. 71, n. 3, 1º marzo 1931, pp. 250–259, DOI:10.1007/BF01341712. URL consultato il 18 agosto 2024.
- ^ Wordsworth.
- ^ Wordsworth, p. 6.
- ^ Wordsworth, p. 5.
Bibliografia
modifica- R. Wordsworth, J. T. Seeley e K. P. Shine, Fermi Resonance and the Quantum Mechanical Basis of Global Warming, in The Planetary Science Journal, vol. 5, n. 3, 1º marzo 2024, pp. 67, DOI:10.3847/psj/ad226d. URL consultato il 18 agosto 2024.
