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Sviluppo storico della spettroscopia Linizio: il problema del colore Il colore è contenuto nella luce o nei corpi? * 1660 Newton studia la rifrazione e.

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Presentazione sul tema: "Sviluppo storico della spettroscopia Linizio: il problema del colore Il colore è contenuto nella luce o nei corpi? * 1660 Newton studia la rifrazione e."— Transcript della presentazione:

1 sviluppo storico della spettroscopia Linizio: il problema del colore Il colore è contenuto nella luce o nei corpi? * 1660 Newton studia la rifrazione e scopre gli spettri il colore è contenuto nella luce, perché il vetro trasparente non può aggiungere il colore tuttavia … da dove proviene il colore delle fiamme? angolo di deviazione rosso violetto

2 sviluppo storico della spettroscopia *1752 Melville scopre gli spettri a righe e descrive la riga gialla della fiamma sodio il colore è contenuto anche nei corpi? spettroscopio prisma o reticolo Spettri di vapori di mercurio e di sodio riga gialla del sodio

3 sviluppo storico della spettroscopia *1800Herschel scopre linfrarosso nella radiazione solare e Ritter scopre lultravioletto nelle proprietà fotochimiche di Ag Cl infrarosso angolo di deviazione rosso violetto

4 Lindice di rifrazione lindice di rifrazione n: - dipende dalla lunghezza donda della luce - legge di Snell: n i = indice di rifrazione del mezzo in cui viaggia il raggio incidente n r = indice di rifrazione del mezzo in cui viaggia il raggio rifratto i r

5 riflessione totale se n i > n r, per raggi con sen i = n r /n i si ha riflessione totale i2i2 r1r1 i1i1 i3i3 s3s3 r2r2 fibra ottica

6 indice di rifrazione e spettri dipendenza dellindice di rifrazione dalla lunghezza donda: - il rosso ha indice di rifrazione minore del violetto, quindi è meno deviato infrarosso angolo di deviazione rosso violetto rosso violetto

7 velocità della luce velocità della luce nel vuoto: c = m/s (prime stime quantitative: Roemer, fine seicento, Bradley 1729) velocità della luce in un mezzo di indice di rifrazione n: v = c / n dalle equazioni di Maxwell: in un dielettrico di costante dielettrica relativa r e permeabilità magnetica relativa r : * 1650 principio di Fermat o del tempo minimo: per andare dal punto A al punto B la luce sceglie il percorso lungo il quale impiega il minimo tempo i r A B comincia a farsi strada lidea che il raggio è qualche cosa di più di un corpuscolo di luce legge di Snell

8 lunghezza donda distanza fra due creste periodicità spaziale * 1678 principio di Huygens: la luce consiste di onde sferiche di una certa lunghezza donda, tutti i punti di un fronte donda allistante t possono essere considerati centro del nuovo fronte donda allistante t le onde

9 v 1 = velocità nellaria 1 = v 1 / f = lunghezza donda nellaria la frequenza f non cambia quando si passa dallaria al vetro v 2 = velocità nel vetro 2 = v 2 / f = lunghezza donda nel vetro v 1 > v 2 1 > 2 per mantenere il fronte dellonda, deve cambiare la direzione legge di Snell La rifrazione secondo Huygens

10 * 1801 Young calcola la lunghezza donda usando dati di Newton di interferenza da lamine sottili 2d = differenza di cammino fra il raggio (2) e il raggio (1) si assegna al colore la lunghezza = 2d d raggio incidente (1) (2) interferenza fra i raggi (1) e (2): i due raggi si sommano ma in un modo che dipende dalla fase relativa: - raggi in fase: hanno percorso cammini che differiscono di un multiplo intero di interferenza costruttiva le ampiezze si sommano - raggi in opposizione di fase: hanno percorso cammini che differiscono di un multiplo semintero di interferenza distruttiva le ampiezze si sottraggono sviluppo storico della spettroscopia: dal qualitativo al quantitativo

11 interferenza da doppia fenditura: interferenza di onde sulla superficie di acqua causate da due ostacoli massimo centrale massimi laterali: si formano a una distanza regolare y rispetto al massimo centrale y immagine che si osserva sullo schermo esperimenti di interferenza da due fenditure

12 differenza di cammino in P fra i due raggi che hanno percorso i cammini r 1 ed r 2 : in P i due raggi sono in fase e quindi interferiscono costruttivamente se: con m intero; ne segue la condizione di Bragg: calcolo della figura di interferenza


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