Step #26 - La chimica e gli strumenti scientifici

Il laser scanner, come abbiamo già visto, opera grazie al fenomeno fisico della luce laser. Per poter generare un fascio di luce laser occorre un mezzo attivo al quale fornire energia.

Il mezzo attivo può variare a seconda del tipo di radiazione che si vuole emettere: ad esempio, un laser a cristallo di rubino sarà visibilmente differente rispetto ad un laser il cui mezzo attivo è metanolo liquido (con l'aggiunta di coloranti chimici).

Tramite un sistema di pompaggio il mezzo viene "eccitato" ed emette fotoni. Tale fenomeno può accadere in diverse modalità: una di queste consiste in frequentissimi urti elettronici all'interno del mezzo fluido (quindi presente allo stato liquido o gassoso). Un'altra è il cosiddetto Effetto Penning: si tratta di un tipo di ionizzazione che avviene tra un atomo eccitato in fase gassosa e una "molecola bersaglio" che presenta un potenziale di ionizzazione più basso dell'energia interna dell'atomo in stato eccitato. La reazione porta alla formazione di un catione radicale molecolare, un elettrone libero, e una molecola neutra in fase gassosa. Di seguito è riportata la formula della reazione:

Alla base del funzionamento dei dispositivi laser vi sono dunque delle fondamentali reazioni chimiche, le quali sono il risultato dell'interazione tra un composto/soluzione e l'energia ad esso/a fornita.

I legami tra lo strumento e il vasto mondo della chimica naturalmente sono più di uno: si pensi all'interazione tra il fascio di luce e la superficie colpita, e a come questa interazione sia influenzata dalla composizione chimica del materiale e dalla sua capacità di riflettere la luce.

 

 

Per ulteriori approfondimenti sullo strumento e la chimica si citano anche il Lidar, che tra le varie applicazioni è anche utilizzato per determinare la concentrazione e tipologia di specie chimiche presenti nell'atmosfera o in un bacino idrico, e i laser scanner che sfruttano l'Effetto Raman per rilevare ed identificare sostanze e composti chimici.