Ramo della chimica-fisica che studia i fenomeni chimici che si manifestano sotto
l'influenza di energia raggiante, prodotta da radiazioni che possono essere
visive, ultravioleite, infrarosse, X o Y. Studia pure i fenomeni chimici che
avvengono con emissione di energia raggiante (processi di luminescenza o
chemioluminescenza). Quando una radiazione R colpisce una sostanza, parte di
tale radiazione viene riflessa (R
r), parte viene trasmessa (R+) ed infine
parte viene assorbita (R
a). La parte (R
a) assorbita è
quella che interessa i fenomeni fotochimici, la quantità assorbita
dipende dalla natura della sostanza e dallo spessore dello strato che assorbe la
radiazione. L'assorbimento non è però uguale per tutte le
radiazioni, poiché ogni sostanza assume in modo selettivo certe
radiazioni di determinata lunghezza d'onda (ciò che determina nello
spettro le cosiddette bande d'assorbimento). Se irradiamo una sostanza con
radiazioni che essa assorbisce poco, avremo che la reazione prodotta dalle
radiazioni sarà lenta e non facile. La legge di Grotthus e Drapper
afferma che le quantità di sostanza trasformate sono proporzionali
all'intensità della luce assorbita. Possiamo anche avere reazioni
fotochimiche senza che la sostanza reagente assorba radiazioni: è
sufficiente che siano presenti sostanze chiamate sensibilizzatori, capaci di
assorbire radiazioni e di trasmettere l'energia di eccitazione alla sostanza
reagente. Importante è l'applicazione di sensibilizzatori nei processi
fotografici, dove vengono aggiunte all'emulsione fotografica, poco sensibile a
radiazioni gialle o rosse, sostanze coloranti verdi o blu capaci di assorbire
tali radiazioni, rendendo così l'emulsione sensibile anche a tali colori.
Lo studio dei fenomeni fotochimici si basa oggi sulla teoria dei quanti. La
legge di equivalenza di Einstein dice che esiste una proporzione fra il
numero delle molecole trasformate e quello dei quanti di luce assorbiti: ad ogni
quanto assorbito corrisponde la modificazione chimica di una molecola che
l'assorbe. Questa legge è però valida solo per le
reazioni
primarie: se alla prima reazione che regola l'assorbimento del quanto
seguono reazioni ulteriori, l'effetto di queste può sovrapporsi al
primitivo effetto e falsarne i rapporti quantitativi. Il rendimento quantico
è dato da:
