Dispersione della luce

Presentazione sul tema: "Dispersione della luce"— Transcript della presentazione:

1 Dispersione della luce
Qual è il legame tra luce bianca e luce colorata?

2 Che cos’è un prisma? Un prisma ottico è un solido di materiale omogeneo trasparente alla radiazione visibile che permette la dispersione della luce nelle sue componenti cromatiche in relazione alla lunghezza d’onda

3 Dispersione della luce
Le sorgenti di luce, compreso il Sole, sono policromatiche A ogni radiazione monocromatica corrisponde un particolare indice di rifrazione Un raggio di luce incidente un prisma viene disperso in più raggi di diverso colore

4 Dispersione ottica La dispersione è un fenomeno che causa la separazione di un’onda in componenti spettrali con diverse lunghezze d’onda,da cui dipende la velocità dell’onda (dispersione cromatica): Dispersione di materiale Dispersione di guida d’onda

5 Dispersione di materiale
la risposta del materiale alle onde dipende dalla frequenza Velocità di fase di un’onda in un mezzo uniforme: dove è la velocità della luce nel vuoto ed è l’indice di rifrazione del mezzo che è una funzione della frequenza o della lunghezza d’onda della luce

6 Legge di Snell L’angolo di rifrazione della luce in un prisma:
dipende dall’indice di rifrazione del materiale di cui è composto il prisma varia in dipendenza della lunghezza d’onda

7 l’angolo con cui la luce viene rifratta varia con la lunghezza d’onda causando la dispersione angolare. Dispersione normale: indice di rifrazione decresce all’aumentare della lunghezza d’onda (materiali trasparenti) Dispersione anomala: indice cresce il crescere della lunghezza d’onda

8 Le radiazioni con indice di rifrazione più alto vengono inclinate maggiormente (arcobaleno)

9 Fu Newton che nel 1666 chiamò spettro l’insieme dei colori in cui si scompone la luce (spettro continuo) Applicazioni: Spettrometri Spettroradiometri Spettroscopi Spettrografi

10 Rifrazione della luce colorata
La radiazione viene rifratta in maniera diversa a seconda della sua lunghezza d’onda. Quella con lunghezza d’onda maggiore (es. rosso) viene rifratta meno di quella di lunghezza d’onda maggiore (es. violetto) aria vetro

11 Dispersione della luce
Un prisma disperde la luce bianca nelle sue componenti colorate luce bianca prisma schermo La luce bianca non è altro che una mescolanza di tutti i colori

12 Oggetti colorati

13 Perché gli oggetti appaiono colorati?
Gli oggetti colorati contengono dei PIGMENTI che DIFFONDONO solo la luce di un particolare colore, assorbendo il resto sorgente di luce bianca luce diffusa rossa luce assorbita

14 Illuminazione e colori
I colori degli oggetti dipendono anche dalla luce che li illumina Una luce rossa rende dello stesso colore tutti gli oggetti che illumina, tranne quelli neri. luce rossa bianca

15 lampada Come ottenere luce colorata con i filtri rosso
I filtri colorati sono oggetti semitrasparenti che contengono dei pigmenti colorati. Questi pigmenti assorbono gran parte della luce, e lasciano passare solo quella di un determinato colore luce rossa luce bianca lampada contiene dei PIGMENTI che assorbono tutta la radiazione tranne quella rossa filtro rosso rosso schermo

16 Cos’è? Meccanismo Fisico Come si osserva Arcobaleni Multipli

17 Come si osserva Seneca - Naturales Quaestiones
Liber I, 3, 3-5,11,12,13 Non dubitare che la causa di questo fenomeno sia nel liquido (l'arcobaleno, infatti, non si forma se non quando è nuvoloso), ma ricerchiamo in che modo avvenga. Certi affermano che ci sono alcune gocce che lasciano passare i raggi del sole e altre troppo compatte per lasciar filtrare la luce: perciò, da quelle proviene il fulgore, da queste l'ombra, e così dall'intersecarsi delle due trae origine l'arcobaleno, nel quale la parte che lascia entrare il sole risplende, quella che non lo ha lasciato passare e ha proiettato la sua ombra sull'area vicino è piuttosto scura.

18 Principio Fisico Riflessione Rifrazione θ θ Aria Acqua θ
θ θ Aria Acqua θ 3 Legge della Riflessione Legge Snell-Descartes sin = sin n θ = θ θ 1 3 θ 3 1 n è l’indice di rifrazione

19 l’indice di rifrazione
n ha un valore variabile in relazione al mezzo n in uno stesso mezzo assume valori caratteristici per ogni lunghezza d’onda della luce (dispersione) Dispersione l’indice di rifrazione Lunghezza d’onda

20 Come si forma l’arcobaleno?
luce del sole le goccioline di pioggia disperdono la luce bianca nelle sue componenti colorate il violetto è il colore meno deviato (circa 40°) rispetto alla luce del sole i diversi colori vengono rimandati indietro a diversi angoli il rosso è il colore più deviato (circa 42°)

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22 Conclusione: L’arcobaleno è un’immagine del sole riflessa
nelle gocce d’acqua e scomposta nei vari colori per effetto della rifrazione

23 E il secondo arcobaleno?
La solita goccia.. Il nuovo arcobaleno si troverà tra i 50° e i 53° e avrà i colori disposti nell’ordine inverso La luce rimasta per formare il secondo arcobaleno è molto tenue, per questo è difficile scorgere arcobaleni multipli ad occhio nudo

24 Perché il cielo è blu?

25 Perché il cielo è blu? La luce del sole colpisce le particelle che si trovano nell’atmosfera Le particelle DIFFONDONO soprattutto la radiazione blu-violetta in tutte le direzioni, ed anche verso di noi

26 Perché il sole al tramonto è rosso?

27 Perché il sole al tramonto è rosso?
mezzogiorno Perché il sole al tramonto è rosso? cammino breve Quando il sole è basso sull’orizzonte i suoi raggi devono attraversare uno spessore maggiore di atmosfera cammino lungo sole al tramonto atmosfera La diffusione della radiazione blu è molto intensa, e nella direzione dei raggi riesce a passare solo la luce rosso-arancio

28 RAINBOW

29 A multicoloured arc in sky:
series of coloured arcs (bands of light) that can be seen when the light from a distant source —most commonly the Sun— falls upon a collection of water drops as in rain, spray, or fog.

30 Rainbow The rainbow is observed in the direction opposite to the Sun.
SUNLIGHT RAIN DROPS Rainbow The rainbow is observed in the direction opposite to the Sun.

31 The coloured rays of the rainbow are caused by the refraction and internal reflection of light rays that enter the raindrop

32 The colours of the rainbow are conventionally said to be red, orange, yellow, green, blue, indigo, and violet. Mr. Roy. G. Biv

33 1 - When do you usually see a rainbow?
2- Which shape has it got ? 3- Can you see a rainbow at night? 4- Have you ever seen a very big rainbow in the sky? What was there before its appearance? What was the weather like? 5- Apart from big rainbows in the sky, where else can you see rainbows? When do you notice them? 6- Where are you, when you see a rainbow? Which position are you in relation to the rainbow?

34 Match the words with their Italian equivalents: 1- Strip A Raggio
FOCUS ON WORDS Match the words with their Italian equivalents: 1- Strip A Raggio 2- Degrees B Lunghezza d’onda 3- Droplets C Striscia 4- Ray D Gradi 5- Bend E Goccioline 6- Wavelength F Indice 7- Spread out G Propagarsi 8- Index H Spettro 9- Split up I Piegare 10- Spectrum L Scindere, dividere

35 Light is reflected at the back of the drop
FOCUS ON STRUCTURES In scientific or technical language , we often use the passive form as the emphasis is usually on the action or what happens rather than who does it PASSIVE FORM To be+ past participle. Light is reflected at the back of the drop The sunlight is broken into a spectrum The second bow is produced inside the droplets