Spettrometro a prisma Flashcards
Quando valgono le condizioni per far valere l’ottica geometrica?
Se la lunghezza d’onda della luce lambda è molto minore del raggio di curvatura del fronte d’onda e se è molto minore degli oggetti con cui interagisce
Definizione di luce secondo l’ottica geometrica
Secondo l’ottica geometrica la luce è un’onda che si propaga in maniera rettilinea e a velocità costante in un mezzo omogeneo e isotropo. Problemi alla superfice di separazione di un mezzo con un altro mezzo
Che fenomeni avvengono quando la luce incontra la superfice di separazione di due mezzi? quali sono le leggi che caratterizzano tali fenomeni?
Riflessione e rifrazione.
1 Il raggio riflesso e il raggio rifratto giacciono sullo stesso pian (individuato dal raggio incidente e dalla normale alla superficie)
2 L’angolo che formano il raggio incidente e il raggio riflesso rispetto alla normale è uguale
3 thetai angolo raggio incidente con la normale, theta r angolo raggio rifratto rispetto alla normale (verso il basso) ==> sinthetai/sintheta2=n, dove n è il rapporto tra l’indice di rifrazione del secondo mezzo con quello del primo
Definizione di cammino ottico e di indice di rifrazione
L’indice di rifrazione è n=c/v, dove v è la velocità della luce nel mezzo.
Il cammino ottico è lo spazio che percorrerebbe la luce se fosse nel vuoto invece che in un mezzo ==> cammino ottico=c*(l/v)=nl. l distanza percorsa nel mezzo
Chi è il primo ad aver usato il prisma per analizzare le caratteristiche della luce e quali erano le conoscenza in materia all’epoca?
Newton. Si conosceva n=sinthetai/sinthetar, ma si pensava che n fosse proprio di ogni coppia di materiali. Inoltre si pensava che il colore della luce non fosse insito nella natura stessa della luce, ma fosse risultato dell’interazione tra la luce e il materiale su cui agiva
Cosa portò Newton a credere che le conoscenza dell’epoca sulla luce fossero sbagliate nell’esperimento del prisma? che conclusioni ne trasse?
Usava luce solare che passava da una fenditira. La luce che usciva dal prisma era di diversi colori (non un problema per le conoscenze dell’epoca) e si allargava un po’ troppo rispetto quanto si potesse prevedere con n=sin theta1/sintheta2. Provò ad usare due prismi rovesciati per vedere se la luce si sarebbe allargata ulteriormente (sarebbe stata la prova che c’erano delle irregolarità nei prismi), ma dal secondo prisma usciva luce bianca. Poi provò a far passare la luce da un prisma mobile e selezionare il colore di luce che voleva con una fessura per farlo passare da un prisma, che cambiava la direzione ma non il colore come ci si sarebbe aspettato. Allora capisce che lil colore è una proprietà insita della luce (lunghezza d’onda) e che l’indice di rifrazione dipende dal materiale e dalla lunghezza d’onda dell’onda in considerazione
Cos’è l’angolo di deviazione minima?
Sperimentalmente si può osservare un angolo in cui il raggio di luce inverte il proprio moto. L’angolo tra il raggio incidente e il raggio rifratto in quella situazione si dice angolo di deviazione minima
Dimostra la formula per trovare n(lambda)
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Posso usare qualsiasi tipo di prisma?
NO!! c’è un alpha tale che si ha solo riflessione e mai rifrazione. tale condizione è sin(alpha/2)<1/n, con n=nprisma/naria, si può usare snell 1/n=sinr’/sini’, da cui sini’=sinr’*n<1 e usando che r’=alpha/2 se sia ha angolo di dev minima, si trova la tesi
Descrivi il funzionamento della sorgente a mercurio
Quando un atomo viene eccitato un elettrone viene strappato all’atomo o viene portato in shell più esterne. Per tornare allo stato normale viene emesso un fotone di energia pari alla differenza energetica che deve avere l’elettrone tra i due stati energetici. La lampada a mercurio ha due elettrodi agli estremi di un tubo contenente gas di mercurio. Questi dando un alto potenziale ionizzano gli atomi di gas di mercurio nella lampada che emetteranno luce a lunghezze d’onda tipiche del mercurio (spettro del mercurio).
Descrizione apparato sperimentale specificando dove sono le lenti e a cosa servono e come metterle a fuoco
pg 37 e succ slides
Come funziona un nonio?
pg 44 e succ slides
Come si mette a punto l’apparato?
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Come si misura l’angolo del prisma alpha?
Si sfrutta la riflessione. Si fissa il cannocchiale e si cerca theta1 che è la posizione angolare della piattaforma in cui la luce della fenditura entra nel cannocchiale; si muove il prisma si modo che la luce venga ora riflessa sull’altra faccia adiacente all’angolo del prisma che si vuole misurare. Si trova theta2. L’angolo alpha=180-deltatheta
Come si trova deltamin?
Si trova delta0 togliendo il prisma si fissa il cannocchiale di modo che entri nel cannocchiale la luce della fenditura (cannocchiale dritto). Lo si misura tante volte. A questo punto si rimette il prisma e si gira la piattaforma fino a vedere ad occhio nudo un arcobaleno (lo spettro dovuto alla rifrazione). Lo si inquadra con il cannocchiale e si girano cannocchiale e piattaforma solidalmente fino a quando non si vede il punto di inversione. Bloccare la piattaforma e con la regolazione fine trovare l’esatto punto di inversione. Centrare il cannocchiale e segnarsi delta1; deltamin=delta1-delta0
