QUIZ DI "SPETTROSCOPIA E SPETTROMETRIA" - NAZIONALI CATEGORIA C

La risposta corretta, B, è giustificata dal fatto che i fotomoltiplicatori sono noti per la loro capacità di rispondere rapidamente a variazioni nell'intensità della radiazione incidente. Questa caratteristica è una delle qualità distintive dei fotomoltiplicatori rispetto ad altri rilevatori di luce, come le fotocellule.

Il tempo di risposta dei fotomoltiplicatori è estremamente breve, nell'ordine dei nanosecondi o anche meno, rendendoli molto sensibili ai cambiamenti istantanei di intensità luminosa. Questa rapidità di risposta li rende adatti per rilevare anche variazioni istantanee nella radiazione luminosa, motivo per cui sono ampiamente utilizzati in applicazioni che richiedono elevata sensibilità e risposta veloce, come nelle scienze fisiche, biologiche e negli strumenti di imaging ad alta velocità.

D'altra parte, le affermazioni A, C e D sono scorrette. I fotomoltiplicatori non forniscono una risposta uniforme nella regione UV-visibile (A) a causa della loro dipendenza dall'energia dei fotoni. Inoltre, i fotomoltiplicatori sono generalmente più sensibili rispetto alle fotocellule (C) e il massimo rapporto segnale-rumore (S/N) non è ottenuto applicando il massimo voltaggio (D), ma piuttosto trovando il voltaggio ottimale per l'operazione specifica del fotomoltiplicatore.

La relazione tra la lunghezza d'onda (λ) e la frequenza (υ) della luce è data dall'equazione c = λ × υ, dove c è la velocità della luce nel vuoto, approssimativamente 3 ·10⁸ m/s.

Utilizzando questa relazione, possiamo risolvere per la lunghezza d'onda (λ) conoscendo la frequenza (υ):

λ = c / υ

Dati i valori della frequenza delle radiazioni forniti (υ = 4,69 ·10¹⁴ s^-1) e la velocità della luce (c = 3 ·10⁸ m/s), possiamo calcolare la lunghezza d'onda:

λ = 3 ·10⁸ m/s / 4,69 ·10¹⁴ s^-1 = 6,40 ·10^-7 m = 640 nm

Pertanto, la lunghezza d'onda delle radiazioni è di 640 nm, corrispondente alla risposta D.

La legge di Beer-Lambert stabilisce una relazione diretta tra l'assorbanza (A) di una soluzione, la lunghezza del cammino ottico (l), la concentrazione della soluzione (C) e la costante di assorbanza molare (ε) del soluto. La relazione è espressa dalla formula:

A = ε · l · C

In questa formula, A rappresenta l'assorbanza, ε è la costante di assorbanza molare (caratteristica specifica del composto che si sta analizzando), l è la lunghezza del cammino ottico attraverso la soluzione e C è la concentrazione della soluzione.

Quando si raddoppia la concentrazione (C) della soluzione, la formula dell'assorbanza diventa:

A_nuova = ε · l · (2C) = 2 (ε · l · C) = 2A_iniziale

Quindi, se raddoppi la concentrazione, l'assorbanza diventa il doppio del valore iniziale (2A).

La trasmittanza (T) è legata all'assorbanza (A) dalla relazione:

T = 10^-A

Se l'assorbanza iniziale è A, la trasmittanza iniziale è T = 10^-A. Quando raddoppi l'assorbanza, l'assorbanza diventa 2A come dimostrato sopra. Sostituendo nella formula della trasmittanza:

T_nuova = 10^-2A

Quindi, se raddoppi la concentrazione (e quindi raddoppi l'assorbanza), la trasmittanza diventa 10^-2A, che corrisponde a quanto indicato nella risposta A.

In breve, la risposta corretta è A perché, secondo la legge di Beer-Lambert, quando raddoppi la concentrazione di una soluzione, l'assorbanza raddoppia diventando 2A e la trasmittanza diventa 10^-2A, come indicato nella formula della trasmittanza.