onde e corpuscoli
- MODELLO CORPUSCOLARE: l'energia si propaga mediante lo spostamento di corpi o particelle materiali: possiamo pensare ad un'automobile in moto, a un oggetto che cade, all'aria calda che sale per convezione a causa dello spostamento di particelle per la variazione di densità, al passaggio di corrente elettrica.
- MODELLO ONDULATORIO: l'energia si trasmette senza che le particelle del mezzo si muovano apprezzabilmente dalla loro posizione: tipici esempi di fenomeni ondulatori sono la propagazione del suono, delle onde sismiche, delle onde sull'acqua o su una corda.
interferenza delle onde
Nell’ottica ondulatoria la luce è vista come un’onda elettromagnetica.Cosa succede se due onde si incontrano? Si verifica il fenomeno di sovrapposizione delle onde; se tali onde hanno anche la stessa frequenza (o la stessa lunghezza d’onda) si verifica il fenomeno dell’interferenza.Per capire questo fenomeno, dobbiamo far riferimento ad un’onda che rappresentiamo tramite una sinusoide:
L’onda è caratterizzata da creste (picco: punto più alto) e da ventri (valle: punto più basso) e la distanza fra due creste successive o fra due ventri successivi è detta lunghezza d’onda λ.
Quando due onde si incontrano, esse hanno diversi modi per sovrapporsi. Se le creste (o i ventri) delle due onde coincidono, si ha un’interferenza costruttiva e l’onda risultante è la somma delle due onde (linea nera):
Se invece le due onde si sovrappongono con la cresta in corrispondenza del ventre, si ha un’interferenza distruttiva (linea nera):
L’onda è caratterizzata da creste (picco: punto più alto) e da ventri (valle: punto più basso) e la distanza fra due creste successive o fra due ventri successivi è detta lunghezza d’onda λ.
Quando due onde si incontrano, esse hanno diversi modi per sovrapporsi. Se le creste (o i ventri) delle due onde coincidono, si ha un’interferenza costruttiva e l’onda risultante è la somma delle due onde (linea nera):
Se invece le due onde si sovrappongono con la cresta in corrispondenza del ventre, si ha un’interferenza distruttiva (linea nera):l'esperimento di young
Quest’esperimento fu condotto per la prima volta dal medico e fisico inglese Thomas Young e fornisce non solo la dimostrazione della natura ondulatoria della luce, ma anche il calcolo della sua lunghezza d’onda λ. L’esperimento in sé è molto semplice e consiste nel far passare attraverso una singola fenditura un fascio di luce monocromatico e poi di nuovo attraverso una doppia fenditura: la luce viene infine proiettata su uno schermo distante. Quello che Young osservò fu una serie di frange luminose alternate a frange scure che interpretò appunto come zone di interferenza costruttiva le frange luminose e zone di interferenza distruttiva le fasce scure. Ovviamente questo non accadrebbe se la luce si propagasse in linea retta: per spiegare il fenomeno della diffrazione, ossia la deviazione della traiettoria di propagazione delle onde che compare quando esse devono aggirare un ostacolo, dobbiamo ricorrere al principio di Huygens che afferma appunto questo: ogni fenditura agisce come se fosse una nuova sorgente di onde luminose, che si diramano verso l’esterno in tutte le direzioni. Il fenomeno è analogo alle onde dell’acqua che vengono diffratte quando passano attraverso una stretta fenditura tra gli scogli.
La diffrazione
la diffrazione, ossia il fenomeno che si verifica quando un’onda passa attraverso una fenditura: ad esempio, per le onde marine potrebbe essere la fenditura tra due scogli. La diffrazione è un fenomeno che dipende fortemente dalla lunghezza dell’onda in questione: questo spiega come mai il suono, che è un’onda, riesce a girare intorno agli angoli mentre la luce no. Gli effetti di diffrazione luminosa sono quindi molto piccoli rispetto a quelli delle onde sonore o dell’acqua. Per esaminare il comportamento della luce diffratta consideriamo la diffrazione da una singola fenditura, per certi versi simile all’esperimento di Young: luce monocromatica viene fatta passare attraverso una sola fenditura di ampiezza W e poi arriva su uno schermo distante dove si formano frange scure alternate a frange luminose.
i colori e la lunchezza d'onda
La luce che noi vediamo (spettro visibile) è una radiazione elettromagnetica. In particolare si tratta di una radiazione con una lunghezza d’onda compresa tra i 400 e i 700 nanometri. Il nostro occhio, infatti, è sensibile solo a lunghezze d’onda comprese in questa stretta banda; le altre radiazioni elettromagnetiche, che hanno lunghezze d’onda inferiori ai 400 nanometri o superiori ai 700 nanometri, non sono percepite dal nostro occhio.
(Un nanometro corrisponde alla milionesima parte del millimetro)Le diverse lunghezze d’onda danno origine ai coloriTra lunghezze d’onda e colori esiste questo legame, tenendo ben presente che il passaggio da un colore all’altro avviene in modo sfumato.
(Un nanometro corrisponde alla milionesima parte del millimetro)Le diverse lunghezze d’onda danno origine ai coloriTra lunghezze d’onda e colori esiste questo legame, tenendo ben presente che il passaggio da un colore all’altro avviene in modo sfumato. Viola: 400<nm<450 Blu: 450<nm<500 Verde: 500<nm<580 Giallo: 580<nm<650 Rosso: 650<nm<700I nostri occhi hanno tre tipi di recettori: quelli sensibili al blu, quelli sensibili al verde e quelli sensibili al rosso.