Luce Flashcards
cos’è la luce
è una piccola porzione dello spettro elettromagnetico, ma per molti aspetti si può considerare la più importante.
qual è la parte fisica classica che studia la luce?
le sue interazioni con la materia è l’ottica.
quando e di chi erano le due teorie vigenti nei XVII secolo?
ondulatoria ed una corpuscolare.
rispettivamente di Huygens e Newton
cosa stabiliva la teoria ondulatoria?
la luce veniva considerata come un insieme di onde dovute alla vibrazione di un mezzo non precisato, l’etere che riempiva l’universo, alle sue differenze di frequenza erano associati i diversi colori.
cosa stabiliva la teoria ocosa stabiliva la teoria corpuscolare
sosteneva che la luce fosse composta di corpuscoli di massa diversa (da cui deriverebbe la differenza di colore), che si propagano in linea retta.
dopo quale evento prende il sopravvento la teoria di Huygens
all’inizio del XIX secolo vennero studiati i fenomeni dell’interferenza e della diffrazione tipici dei fenomeni ondulatori, la teoria ondulatoria si impose su quella corpuscolare.
cosa si intende per puntiforme?
può essere schematizzato come un punto, di volta in volta caricato di una massa, di una carica elettrica, emittente energia raggiante, ecc.
definisci ottica ondulatoria
si assume che la luce si propaga sotto forma di onde trasversali e il raggio luminoso è definito come la traiettoria perpendicolare alla direzione dell’onda.
definisci ottica geometrica
si basa sull’ipotesi che la luce si propaghi in linea retta e che i raggi rettilinei siano indipendenti tra loro, trascurando il fatto ceh si tratti di un’onda.
unità di misura della luce
oltre alla frequenza (Hz) e alla lunghezza d’onda (m), L’energia (j) e la potenza (W 1W= 1J/1s) ce anche l’intensità La sua misura è la candela (cs) corrispondente all’intensità luminosa emessa da una lampada campione depositata all’archivio pesi e misure di parigi
unità di misura dei corpi illuminati
si definisce intensità di illuminazione l’energia che colpisce un’unità di superficie nell’unità di tempo e si misura in lux (lx) definito come l’illuminazione prodotta da una sorgente luminosa di intensità pari a una candela su una superficie perpendicolare alla direzione dei raggi luminosi posta alla distanza di un metro dal corpo.
come si possono spiegare la riflessione e rifrazione
mediante l’ottica geometrica
cos’è la rifrazione
La rifrazione è la deviazione che un raggio luminoso subisce nel passare da un mezzo trasparente ad un altro per la differenza della velocità nei due mezzi
se il primo mezzo è meno denso del secondo come agisce la luce?
il raggio di luce devia avvicinandosi alla perpendicolare alla superficie di separazione
se il primo mezzo è più denso del secondo come agisce la luce?
il raggio devia allontanandosi dalla perpendicolare.
come si definisce l’indice di rifrazione assoluto?
Si definisce indice di rifrazione assoluto di una sostanza il rapporto n tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce in quella sostanza
secondo quale relazione si stabilisce l’indice di rifrazione
La legge della rifrazione stabilisce che l’angolo di incidenza e l’angolo di rifrazione giacciono sullo stesso piano e sono legati tra loro dalla relazione
n1 sin i = n2 sin r
Dove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione assoluti dei due mezzi
quando una superficie piana è detta specchio
una superficie riflettente piana è detta specchio
azione della luce su una superficie riflettente piana
Si immagini di osservare una sorgente luminosa puntiforme S di fronte a uno specchio, i raggi luminosi,essi dalla sorgente vengono riflessi al di là dello specchio, essi convergono in un punto S’, simmetrico rispetto a S, che sembra essere la sorgente dei raggi luminosi che colpiscono il nostro occhio. S’ viene detto immagine virtuale di S, perché in realtà non esiste in S’ una vera e propria sorgente di raggi luminosi (S’ è solo il punto dove convergono i prolungamente dei raggi che originano dall’oggetto reale)
caratteristiche della riflessione della luce
- Ha le stesse dimensioni dell’oggetto reale,
- Si trova alla stessa distanza dallo specchio l’oggetto reale,
- È perfettamente simmetrica all’oggetto reale.
riflessione su specchi sferici, cvaratteristiche
- Il vertice V della calotta sferica
- Il centro C della sfera cui virtualmente appartiene la calotta sferica
- L’asse CV, detto asse ottico, passante per il centro della calotta
- Il fuoco F, il quale è il punto in cui convergono tutti i raggi riflessi dai raggi incidenti parallelamente all’asse ottico, il fuoco si trova a una distanza pari alla metà del segmento CV, ovvero al raggio della curvatura della calotta.
riflessione totale
Quando la luce raggiunge la superficie di separazione con un angolo di incidenza superiori a un valore detto angolo limite, si verifica il fenomeno della riflessione totale, nel quale il raggio viene completamente riflesso e non vi è rifrazione
se l’angolo di incidenza è superiore al valore limite come agisce la luce?
quindi l’angolo di rifrazione è superiore all’angolo di incidenza: se l’angolo di incidenza è superiore al valore limite, il raggio non esce dal primo mezzo materiale ma viene riflesso all’interno dello stesso mezzo. Per angoli esattamente pari all’angolo limite, l’angolo di rifrazione sarà di 90°, parallelo alla superficie di separazione.
dispersione di luce in un prisma
Facendo passare un fascio di luce bianca attraverso un prisma di vetro di forma triangolare, all’uscita del prisma la luce raccolta su uno schermo, risulta scomposta nei colori fondamentali dello spettro luminoso. Questo fenomeno detto, dispersione della luce, viene spiegato attraverso la rifrazione. La velocità della luce in un mezzo materiale come il vetro risulta infatti leggermente diversa a seconda della sua lunghezza d’onda. Poiché a differenti lunghezze d’onda la luce presenta diversi coloro, e l’indice di rifrazione avrà angoli di rifrazione leggermente diversi a seconda del colore: minore è la lunghezza d’onda, maggiore è l’angolo di rifrazione.
come si posso spiegare i fenomeni della difrazione e interferenza della luce?
mediante l’ottica ondulatoria
come succede il fenomeno della difrazione e interferenza della luce?
Il fenomeno della diffrazione avviene quando un’onda incontra un ostacolo di dimensioni paragonabili alla sua lunghezza d’onda e invade in parte la zona che dovrebbe essere in “ombra”. Nel caso della luce il fenomeno della diffrazione avviene solo se l’ostacolo ha dimensioni molto piccole, quali sono quelle della sua lunghezza d’onda (10^-7m), non visibili dall’occhio umano.
come si comporta l’ostacolo?
come una sorgente di onde circolari.
effetto doppler nella luce
L’effetto doppler nella radiazione luminosa provoca variazioni di colore: all’aumento della frequenza, associato all’avvicinamento tra sorgente e osservatore corrisponde uno spostamento della radiazione verso l’estremità violetta dello spettro, alla diminuzione della frequenza, associata all’allontanamento relativo, provoca uno spostamento verso il rosso.
Lo spostamento verso frequenze minori viene chiamato redshift e sta a indicare che le sorgenti di luci si stiano allontanando. Lo spostamento verso il rosso è tanto maggiore quanto risulta la distanza della sorgente dall’osservatore e in base a quell’entità di spostamento si può calcolare la velocità di spostamento dell’oggetto.
