Niveles de Energía del Sodio

Espectro del Sodio

El espectro del sodio está dominado por el brillante doblete conocido como líneas-D del sodio, a 588,9950 y 589,5924 nanómetros. En el diagrama de nivel de energía se puede observar que estas líneas son emitidas en una transición desde los niveles 3p a 3s. La línea en 589,0 tiene el doble de la intensidad de la línea en 589,6 nm. Tomando el intervalo de 400-700 nm como la gama visible nominal, la línea más fuerte visible además de las líneas-D, es la línea en 568,8205, que tiene una intensidad de aproximadamente el 0,7% de la de la línea más fuerte. Todas las otras líneas son más débiles que esa en un factor de dos o más, por lo que para la mayoría de los propósitos prácticos, toda la luz del sodio luminoso viene de las líneas-D.

La ilustración de la izquierda muestra el patrón de interferencia formado por el doblete del sodio en un interferómetro de Fabry-Perot. A la derecha hay un esquema del origen del doblete del sodio. ¡Luz de Sodio de un Pepinillo Eléctrico!

El Pepinillo Eléctrico

Un ejemplo exagerado de una resistencia no-óhmica es el pepinillo eléctrico. Se puede obtener una cantidad considerable de luz, mediante la conexión de la red doméstica de corriente alterna de 120 voltios, a través de un pepinillo. Después del proceso de decapado, hay presente iones Na+ y Cl-. La explicación estándar es que la corriente eléctrica excita los iones de sodio, produciendo una luz similar al de una lámpara de sodio.

Gracias a Brian Lucy por este ejemplo.

Las corrientes en las soluciones iónicas, a menudo no son linealmente proporcionales a la tensión aplicada. Cuando se utiliza la ley de Ohm con resistencias ordinarias de carbón, la relación entre la tensión y la corriente es constante, pero la variación de la salida de luz, sugiere que este no es el caso con el pepinillo eléctrico. ¡Advertencia!. ¡El pepinillo eléctrico expone a un serio peligro de descarga!

Por el color, yo había supuesto que la luz del pepinillo era al menos parcialmente, luz de sodio procedente del cloruro de sodio usado en el proceso de decapado. Pero no tenía ni idea de que fuera ¡luz de sodio puro! El espectro del pepinillo eléctrico de la derecha fue tomado por Benoit Minster de Grenoble, Francia, usando un espectrógrafo Lhires II y una cámara digital. ¡Es tan puro como el espectro del doblete de sodio que yo estuviera obteniendo con una lámpara de sodio! Si no fuera por el peligro de choque eléctrico que plantea el pepinillo eléctrico, se podría sugerir como una fuente de bajo coste de luz de sodio!

Niveles de Energía del Sodio: Dependencia Orbital

El nivel del electrón 3s del sodio es significativamente menor que el del 3p, debido a la mayor penetración más allá del blindaje eléctrico del 1s. Ambos niveles penetran lo suficiente como para ser significativamente inferiores a la energía del hidrógeno n=3, que tendrían si el blindaje fuera perfecto.