Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Τι θα κάνουμε προκειμένου ένα αόρατο αέριο να γίνει αυτόφωτο;

Πώς θα «πείσουμε» ένα αέριο - όπως το υδρογόνο, το οξυγόνο ή το άζωτο - να «βγάλει» το δικό του φως;

Το ερώτημα ήταν ένα από τα κυρίαρχα ερωτήματα των ευρωπαίων φυσικών του 19ου αιώνα μέχρι που - αρχικά οι Γερμανοί και αργότερα οι Άγγλοι– κατά τη δεκαετία του 1850, τα «κατάφεραν» .

Εμπιστεύτηκαν την ΑΝΤΛΙΑ ΑΕΡΟΣ και την έννοια ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ και οι συνέπειες, για την εξέλιξη της Φυσικής και της Χημείας, ήταν ανυπολόγιστες.

Ένας γυάλινος σωλήνας με το αέριο, αραίωση του αερίου με την αντλία του Geissler ώστε να προκύψει ΧΑΜΗΛΗ ΠΙΕΣΗ και, στα άκρα του σωλήνα, ΥΨΗΛΗ ΤΑΣΗ.

Τα αόρατα αέρια άρχισαν, το ένα μετά το άλλο, να «πείθονται» και, διεγειρόμενα, να εκπέμπουν το δικό τους φως. Και χωρίς να είναι ΘΕΡΜΑ ΑΕΡΙΑ. Περίπου εν ψυχρώ. Δεκαετία του 1850 και οι μεγάλοι πρωταγωνιστές ήταν όλοι Γερμανοί.

Ανάμεσά τους και ο άνθρωπος που έδωσε στο φασματοσκόπιο την σημερινή περίπου μορφή, αυτός που πρώτος υλοποίησε την ΙΔΕΑ να αξιοποιηθούν τα φάσματα από τη ΧΗΜΕΙΑ και από την ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ, ο πατέρας της φασματοσκοπίας, ο γεννημένος το 1824 στο Καίνιξμπεργκ, Gustav Kirchhoff . Και ήταν αυτός που διέκρινε ότι, μέσα από τα φάσματα των αερίων, το φως των διαφόρων ουσιών άφηνε τα «δακτυλικά αποτυπώματα» των χημικών στοιχείων που το εξέπεμπαν.

Τα φάσματα των αερίων, ήταν ΓΡΑΜΜΙΚΑ, δεν ήταν δηλαδή μια συνεχής έγχρωμη ταινία , αλλά ΓΡΑΜΜΕΣ διάφορων χρωμάτων καθεμιά σε ορισμένη θέση έτσι ώστε κοιτάζοντάς το μπορούσε κανείς να ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΕΙ το στοιχείο το οποίο είχε εκπέμψει το φως.

Το φάσμα κάθε αερίου ήταν ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ του αερίου δηλαδή κανένα άλλο αέριο δεν μπορούσε να δώσει φάσμα ίδιο, λόγου χάρη, με εκείνο του υδρογόνου

Και όχι μόνο αυτό. Νέα άγνωστα χημικά στοιχεία άρχισαν να στέλνουν το μήνυμα ότι «πάντοτε υπήρχαν». Το 1860, αυτό που ο «πατέρας» Gustav θα το βάφτιζε Zäsium ΚΑΙΣΙΟ - ήρθε στο φως του ανθρώπινου «γνωρίζω» ως ένα άγνωστο μέχρι τότε μέλος της γνωστής οικογένειας των αλκαλίων για να ακολουθήσει ένα ακόμα.

Ο Kirchhoff το είπε Rubidium και , οι Έλληνες ΡΟΥΒΙΔΙΟ.

Εξυπακούεται ότι οι χημικοί όλου του Κόσμου ήταν ξετρελαμένοι με την ανακάλυψη

Αλλά και οι αστρονόμοι είχαν ενθουσιαστεί. Μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το ηλιακό φως για να πάρουν απάντηση στο θρασύτατο ερώτημα « απο τι είναι φτιαγμένος ο Ήλιος ;» Αλλά και μια ακόμα πιο φιλόδοξη επιχείρηση με σχέδιο την «ανάκριση» του φωτός των άστρων Η βασική ιδέα ήταν ότι το ΦΩΣ που ερχόταν από τα άστρα θα μπορούσε να «ομολογήσει» και να μας αποκαλύψει « από τι είναι φτιαγμένος ο ουρανός »

Ο νόμος του Kirchhoff

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον όμως έδειχναν να παρουσιάζουν και τα λεγόμενα ΦΑΣΜΑΤΑ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ των διαφανών αέριων σωμάτων

Για να το δημιουργήσουμε χρειάζεται να ρίξουμε μια δέσμη λευκού φωτός στο διαφανές αέριο σώμα και στη συνέχεια οι ακτινοβολίες που θα περάσουν από το διαφανές σώμα, και δεν θα απορροφηθούν, να προσπέσουν στη ΣΧΙΣΜΗ και μετά στο ΠΡΙΣΜΑ του φασματοσκοπίου.

Για να πάρουμε δηλαδή ένα φάσμα απορρόφησης δεν χρειάζεται να «αναγκάσουμε» το σώμα να «βγάλει» το δικό του φως. Θα χρειαστούμε μία πηγή λευκού φωτός και ένα φασματοσκόπιο

Εάν το παρεμβαλλόμενο αντικείμενο είναι αέριο ή ατμός το φάσμα του παρουσιάζει μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον. Το φάσμα του θα είναι η έγχρωμη ταινία ( του λευκού φωτός ) με σκοτεινές γραμμές σε συγκεκριμένες θέσεις, χαρακτηρίζεται γραμμικό φάσμα απορρόφησης του αερίου και είναι χαρακτηριστικό των ουσιών που συγκροτούν το αέριο. Είναι συνεπώς ένα φάσμα ιδιαίτερα πολύτιμο για τη Χημεία.

Ιδιαίτερα σημαντική στο ζήτημα αυτό υπήρξε η επισήμανση του «μεγάλου» της φασματοσκοπίας, η οποία συνήθως αναφέρεται ως Νόμος του Kirchhoff:

Κάθε αέριο ( ή ατμός) απορροφά εκλεκτικά μόνο τις ακτινοβολίες εκείνες τις οποίες, διεγειρόμενο, θα εξέπεμπε

Οι κανόνες. Για τους των ελληνικών Λυκείων ο Gustav Kirchhoff είναι γνωστός κυρίως για τους δύο ΚΑΝΟΝΕΣ του για το ηλεκτρικό κύκλωμα. Τους διατύπωσε το 1845 σε ηλικία 21 ετών και εξακολουθούν να διδάσκονται αναλλοίωτοι στα σχολεία όλου του κόσμου.

Ο πρώτος αναφέρεται σε ένα οποιονδήποτε κόμβο – διακλάδωση – ενός ηλεκτρικού κυκλώματος και διακηρύσσει ότι τα ΑΛΓΕΒΡΙΚΟ άθροισμα των ΡΕΥΜΑΤΩΝ που πλησιάζουν στον κόμβο ή «απομακρύνονται» από αυτόν - είναι ίσο με μηδέν.

Ο δεύτερος αναφέρεται σε ένα βρόγχο ενός ηλεκτρικού κυκλώματος και διακηρύσσει ότι τα ΑΛΓΕΒΡΙΚΟ άθροισμα των ΤΑΣΕΩΝ κατά μήκος του βρόγχου είναι ίσο με μηδέν.