I.I.S.S. Madre Teresa di Calcutta Casteltermini FACCIAMO LUCE SULLA LUCE Realizzato dalla classe IVB 2014/2015.

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1 I.I.S.S. Madre Teresa di Calcutta Casteltermini FACCIAMO LUCE SULLA LUCE Realizzato dalla classe IVB 2014/2015

2 Perché vediamo gli oggetti?

3 Perché vediamo gli oggetti?
Noi vediamo gli oggetti perché da essi partono radiazioni luminose che giungono al nostro occhio Una SORGENTE LUMINOSA emette luce propria, mentre gli OGGETTI ILLUMINATI diffondono in tutte le direzioni la luce da cui vengono investiti.

4 UN FLUSSO DI PARTICELLE MICROSCOPICHE
Che cos’è la luce? UN FLUSSO DI PARTICELLE MICROSCOPICHE emesse a ritmo continuo dalle sorgenti luminose fotoni TEORIA CORPUSCOLARE

5 UN FLUSSO DI PARTICELLE MICROSCOPICHE
Che cos’è la luce? UN FLUSSO DI PARTICELLE MICROSCOPICHE emesse a ritmo continuo dalle sorgenti luminose UN’ ONDA cioè energia che si propaga fotoni TEORIA CORPUSCOLARE TEORIA ONDULATORIA

6 150 milioni di km = 8 minuti-luce
La velocità della luce La luce può propagarsi in un mezzo trasparente (aria, vetro, acqua) ma anche nel VUOTO. La sua velocità nel vuoto è c= km / s La luce proveniente dal sole impiega circa 8 minuti per arrivare a noi. 150 milioni di km = 8 minuti-luce Sole Terra

7 Onde Un’onda è caratterizzata da una lunghezza d’onda e da un’ampiezza
La radiazione elettromagnetica trasporta un’energia che aumenta al diminuire della sua lunghezza d’onda

8 Luce è una radiazione elettromagnetica

9 Onde elettromagnetiche
ONDE RADIO  = 1km – 10cm trasmissioni radio-televisive MICROONDE  = 10cm – 1mm radar, telefono, forni IR - VISIBILE - UV  = 1mm – 10-9m calore, luce, reazioni chimiche RAGGI X – RAGGI GAMMA  = 10-8 – 10-12m radiografie

10 Lo spettro elettromagnetico
LUNGHEZZA D’ONDA (m) 1fm pm nm μm mm m RAGGI GAMMA RAGGI X ULTRA- VIOLETTO INFRA- ROSSO MICRO- ONDE ONDE RADIO ENERGIA VISIBILE

11 Colori e lunghezza d’onda
L’occhio umano è sensibile solo ad una piccola parte dello spettro elettromagnetico: la luce VISIBILE COLORE LUNGHEZZA D’ONDA (nm) violetto azzurro verde giallo arancione rosso Ciascun colore corrisponde ad una radiazione elettromagnetica di diversa lunghezza d’onda

12 Isaac Newton

13 Sir Isaac Newton (Woolsthorpe-by-Colsterworth, 25 dicembre 1642 – Londra, 20 marzo 1727) è stato un matematico, fisico, filosofo naturale, astronomo, teologo e alchimista inglese. Citato anche come Isacco Newton, è considerato uno dei più grandi scienziati di tutti i tempi. Fu Presidente della Royal Society. Newton fu il primo a dimostrare che la luce bianca è composta dalla somma (in frequenza) di tutti gli altri colori. Egli, infine, avanzò l'ipotesi che la luce fosse composta da particelle da cui nacque la teoria corpuscolare della luce in contrapposizione ai sostenitori della teoria ondulatoria della luce, patrocinata dall'astronomo olandese Christiaan Huygens e dall'inglese Young e corroborata alla fine dell'Ottocento dai lavori di Maxwell e Hertz. La tesi di Newton trovò invece conferme, circa due secoli dopo, con l'introduzione del "quanto d'azione" da parte Max Planck (1900) e l'articolo di Albert Einstein (1905) sull'interpretazione dell'effetto fotoelettrico a partire dal quanto di radiazione elettromagnetica, poi denominato fotone. Queste due interpretazioni coesisteranno nell'ambito della meccanica quantistica, come previsto dal dualismo onda-particella.

14 Il disco di Newton: L’insieme di tutti i colori dello spettro solare, presi ciascuno in opportune proporzioni,produce luce bianca,come si può facilmente verificare in laboratorio con il disco di Newton, un cartoncino diviso radialmente in settori di diversi colori, il quale, posto in rapida rotazione attorno a un asse passante per il centro, appare bianco. La condizione richiesta è soltanto che la velocità angolare di rotazione sia tale che il colore riflesso da ogni settore all’occhio dell’ osservatore permanga sulla retina di quest’ ultimo per almeno 1/10 di secondo, in modo da non consentire la percezione cromatica separata dei vari colori.

15 Costruzione del Disco di Newton
Si prende un cartoncino di 0,3 mm e si ritaglia un cerchio. Dal centro viene diviso radialmente in settori di diverse estensioni angolari e in proporzione che verranno ricoperte da fogli colorati, acquistabili in cartoleria. Per mettere in movimento il disco possiamo usare una trottola giocattolo, oppure costruire una ruota che viene messa in movimento da una puleggia collegata alla ruota stessa, questo sistema era usato anticamente. Più semplicemente possiamo costruire una trottolina, con un goniometro circolare di plastica, sulla cui superficie viene incollato un cartoncino dello stesso diametro, preparato con le percentuali di colori e diviso radialmente in settori.

16 3 4 1 2 Il disco di Newton, dapprima fermo (1) e poi posto in rapida rotazione (2 e 3), fino ad apparire bianco (4)

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18 L’occhio umano La retina è ricoperta di coni e bastoncelli.
L’occhio, tramite la lente del cristallino, forma un’immagine degli oggetti sulla retina, da cui poi partono gli impulsi elettrici che arriveranno al cervello La retina è ricoperta di coni e bastoncelli. I CONI sono i responsabili della visione a colori

19 La luce si propaga in linea retta
La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta

20 La luce si propaga in linea retta
La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta cono d’ombra Sorgente puntiforme oggetto opaco ombra

21 La luce si propaga in linea retta
La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta cono d’ombra Sorgente puntiforme oggetto opaco ombra Sorgente estesa P penombra C ombra

22 La luce si propaga in linea retta
La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta Sorgente puntiforme ombra cono d’ombra oggetto opaco SOLE LUNA TERRA eclisse parziale eclisse totale

23 Cosa avviene quando la luce colpisce un oggetto?
Le proprietà della luce Cosa avviene quando la luce colpisce un oggetto?                                                                                                                                                                                                                                                               

24 Le proprietà della luce
Cosa avviene quando la luce colpisce un oggetto? … può essere riflessa …                                                                                                                                                                                                                                                                 … trasmessa … … assorbita e poi riemessa …

25 i Le leggi della riflessione raggio incidente
Superficie riflettente liscia (specchio)

26 i r1 Le leggi della riflessione i=r1
raggio incidente raggio riflesso Superficie riflettente liscia (specchio) 1a legge: il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale alla superficie riflettente giacciono nello stesso piano 2a legge: l’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione i=r1

27 i r1 Le leggi della riflessione i=r1
Superficie scabra i=r1 raggio incidente raggio riflesso Superficie riflettente liscia (specchio) 1a legge: il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale alla superficie riflettente giacciono nello stesso piano 2a legge: l’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione i=r1

28 Riflessione su uno specchio piano
oggetto

29 Riflessione su uno specchio piano
oggetto P C

30 Riflessione su uno specchio piano
oggetto

31 Riflessione su uno specchio piano
L’immagine è VIRTUALE, delle stesse dimensioni dell’originale, DRITTA, ma NON E’ SOVRAPPONIBILE ALL’ORIGINALE P P’ C C’ oggetto immagine

32 Riflessione su uno specchio concavo
oggetto

33 Riflessione su uno specchio concavo
oggetto P C

34 Riflessione su uno specchio concavo
oggetto

35 Riflessione su uno specchio concavo
oggetto

36 L’immagine è REALE, rimpicciolita e CAPOVOLTA
Riflessione su uno specchio concavo L’immagine è REALE, rimpicciolita e CAPOVOLTA P C’ P’ C immagine oggetto

37 Riflessione su uno specchio convesso
oggetto

38 Riflessione su uno specchio convesso
oggetto P C

39 Riflessione su uno specchio convesso
oggetto P C

40 Riflessione su uno specchio convesso
L’immagine è VIRTUALE, rimpicciolita e DRITTA oggetto C’ P’ P immagine C

41 Le leggi della rifrazione
raggio incidente raggio incidente

42 Le leggi della rifrazione
raggio incidente raggio riflesso i r1 raggio riflesso raggio incidente

43 Le leggi della rifrazione
raggio incidente raggio riflesso raggio riflesso raggio incidente raggio rifratto

44 Le leggi della rifrazione
raggio incidente raggio riflesso i r1 raggio riflesso raggio incidente raggio rifratto raggio rifratto r2 1a legge: il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale alla superficie riflettente giacciono nello stesso piano 2a legge: quando un raggio luminoso passa da un mezzo meno “denso” a uno più “denso” si avvicina alla normale; se passa da un mezzo più “denso” ad uno meno “denso” si allontana dalla normale

45 Lenti convergenti e divergenti
Immagine capovolta e rimpicciolita Immagine capovolta e ingrandita Lenti divergenti Immagine diritta e rimpicciolita

46 Applicazioni delle lenti
macchine fotografiche microscopi e lenti di ingrandimento binocoli e cannocchiali occhiali da vista

47 Il bastoncino spezzato
Esempi di rifrazione Il bastoncino spezzato

48 Un bastoncino immerso parzialmente in acqua
Esempi di rifrazione Il bastoncino spezzato Un bastoncino immerso parzialmente in acqua sembra spezzato

49 Un bastoncino immerso parzialmente in acqua
Esempi di rifrazione Il bastoncino spezzato Un bastoncino immerso parzialmente in acqua sembra spezzato P’ P A causa della rifrazione, gli oggetti in acqua appaiono più in alto di dove realmente si trovano

50 aria sempre più calda e quindi sempre meno densa
Esempi di rifrazione Il miraggio sabbia bollente aria sempre più calda e quindi sempre meno densa

51 Il fenomeno della fata Morgana
In ottica la Fata Morgana, o Fatamorgana, è una forma complessa e insolita di miraggio che si può scorgere all'interno di una stretta fascia al di sopra dell'orizzonte. Il nome italiano è conosciuto anche all'estero,perché si tratta di un fenomeno frequentemente osservato nello Stretto di Messina. Esso fa riferimento alla fata Morgana della mitologia celtica, che induceva nei marinai visioni di fantastici castelli in aria o in terra per attirarli e quindi condurli a morte. Tale fenomeno, che può essere osservato a terra o in mare, nelle regioni polari o nei deserti, distorce enormemente l’oggetto (o gli oggetti) su cui agisce il miraggio, tanto da renderli insoliti e irriconoscibili. Può riguardare qualsiasi tipo di oggetti "distanti", come isole, coste o barche. Il soggetto è mostrato in rapida evoluzione, in posizioni diverse da quelle originarie, in una visione che può passare senza soluzione di continuità dalla compressione all'allungamento. Il fenomeno si verifica in diversi luoghi nel mondo e ha ispirato numerose opere poetiche, i cui autori fornivano spiegazioni fantasiose del fenomeno. Ha avuto ampia diffusione l'opinione che questo miraggio sia anche la causa di alcuni casi di avvistamenti UFO.

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54 Riflessione totale

55 Riflessione totale

56 Riflessione totale alim alim
Se la luce passa da un mezzo meno denso a uno più denso incidendo con un angolo superiore di un ANGOLO LIMITE, essa viene riflessa totalmente alim alim

57 Riflessione totale alim
Se la luce passa da un mezzo meno denso a uno più denso incidendo con un angolo superiore di un ANGOLO LIMITE, essa viene riflessa totalmente alim PRISMA a riflessione totale

58 Riflessione totale alim
Se la luce passa da un mezzo meno denso a uno più denso incidendo con un angolo superiore di un ANGOLO LIMITE, essa viene riflessa totalmente PRISMA a riflessione totale alim FIBRA OTTICA

59 La fibra ottica Le fibre ottiche sono filamenti di materiali vetrosi o polimerici, realizzati in modo da poter condurre al loro interno la luce (propagazione guidata), e che trovano importanti applicazioni in telecomunicazioni, diagnostica medica e illuminotecnica. FIBRA OTTICA

60 Esempi di riflessione totale
PERISCOPIO

61 Esempi di riflessione totale
FIBRA OTTICA PERISCOPIO

62 Esempi di riflessione totale
FIBRA OTTICA PERISCOPIO

63 Esempi di riflessione totale
FIBRA OTTICA PERISCOPIO

64 Esempi di riflessione totale
FIBRA OTTICA PERISCOPIO

65 Esempi di riflessione totale
FIBRA OTTICA PERISCOPIO

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67 Gli occhiali da vista occhio miope

68 Gli occhiali da vista occhio miope e la sua correzione

69 Gli occhiali da vista occhio miope occhio ipermetrope
e la sua correzione

70 Gli occhiali da vista occhio miope occhio ipermetrope
e la sua correzione e la sua correzione

71 Realizzato da : Gli alunni della IV B a cura della Prof
Realizzato da : Gli alunni della IV B a cura della Prof.ssa Palumbo Magrì Serafina