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Prof. Marina Brustolon Introduzione allindagine archeometrica con metodi spettroscopici Scuola di specializzazione in Beni Culturali 2012.

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1 Prof. Marina Brustolon Introduzione allindagine archeometrica con metodi spettroscopici Scuola di specializzazione in Beni Culturali 2012

2 Introduzione Scopi dellindagine archeometrica Conoscenza storica e tecnica Restauro Conservazione

3 Conoscenza storica e tecnica Analisi dei materiali e della tecnica di esecuzione Datazione e autenticazione

4 Restauro Stato di degrado Scelta di nuovi materiali per il restauro Studio restauri precedenti

5 Conservazione Controllo degli interventi conservativi Messa a punto delle condizioni di conservazione

6 Metodi di indagine Tecniche basate sullinterazione della radiazione elettromagnetica con la materia: SPETTROSCOPIE Analisi termica Microscopie Microanalisi chimica, cromatografia Ultrasuoni

7 Riassunto La luce e la visione –luce = radiazione elettromagnetica visibile allocchio umano –luce bianca incidente su una superficie (trasmissione, riflessione, diffusione) –luce bianca come mescolanza di luci colorate –luce colorata come sottrazione con un filtro –il colore di un vetro –il colore di una superficie

8 Luce = radiazione elettromagnetica visibile allocchio umano Cosè la radiazione elettromagnetica? Ci sono diversi tipi di radiazione elettromagnetica? Come possiamo distinguere i diversi tipi di radiazione elettromagnetica? Che tipo di radiazione elettromagnetica è la luce ?

9 Concetti necessari per capire cosè una radiazione elettromagnetica Cosè unonda Cosè un campo elettrico Cosè un campo magnetico

10 Onde Cosè unonda? E una distribuzione periodica nello spazio di una materia o di una proprietà. Le onde di solito viaggiano nello spazio, si propagano.

11 Esempi di onde Onda acustica; è una distribuzione periodica della densità dellaria Onda creata su una corda: laltezza della corda dal suolo ha una distribuzione periodica Onda creata su una superficie dacqua

12 Le proprietà dellonda La distanza tra due creste dellonda si chiama lunghezza donda e si misura in metri.

13 Le proprietà dellonda Le onde si propagano con una velocità che dipende dal tipo di onde. Unonda acustica si propaga alla velocità del suono (circa 300 m al secondo).

14 Su cosa si crea londa nel caso delle onde elettromagnetiche? Le onde del mare e le onde acustiche sono basate sulla materia: rispettivamente lacqua e laria. Le onde elettromagnetiche invece non hanno una base materiale, si sviluppano anche nel vuoto. Le proprietà che formano onde sono un campo elettrico e un campo magnetico.

15 Campo elettrico Attorno alle cariche elettriche cè un campo elettrico. Nel campo elettrico attorno alla carica positiva, le cariche positive vengono respinte, e le cariche negative vengono attratte; e viceversa per la carica negativa. - linee di forza Una carica elettrica positiva Una carica elettrica negativa

16 Campo magnetico Attorno ad un magnete cè un campo magnetico. NS linee di forza

17 Radiazioni elettromagnetiche Le radiazioni elettromagnetiche trasportano energia nello spazio sotto forma di onde. Londa elettromagnetica è una distribuzione periodica nello spazio di un campo elettrico e di un campo magnetico. E B Campo elettrico (E) Campo magnetico (B)

18 Onde elettromagnetiche E B Tutte le onde elettromagnetiche sono formate da un campo elettrico e un campo magnetico perpendicolari tra loro, e che viaggiano alla velocità della luce (che si indica con c ): c = km/s La distanza tra due punti equivalenti dellonda è la lunghezza donda. Onda polarizzata

19 Dimensioni approssimative della lunghezza donda Al di fuori di questa zona le onde elettromagnetiche sono invisibili allocchio umano

20 Luce = radiazione visibile allocchio umano Quali radiazioni arrivano dal sole sulla Terra? Il sole emette radiazioni a tutte le lunghezze donda, ma non con la stessa intensità.

21 Il massimo dellemissione del sole corrisponde al massimo della percezione visiva umana nm = nanometro, è 1 miliardesimo di metro Curva fotopica Sensibilità dellocchio umano =555 nm Emissione del sole I Lunghezza donda

22 Butterflies are thought to have the widest visual range of any animal. Butterflies can use ultraviolet markings to find healthier mates. Reindeer rely on ultraviolet light to spot lichens that they eat. They can also easily spot the UV-absorbent urine of predators among the UV-reflective snow. One bird species was found to feed its young based on how much UV the chicks reflected. Some species of birds use UV markings to tell males and females apart. The flower Black-eyed Susans have petals that appear yellow to humans, but UV markings give them a bull's eye-like design that attracts bees. La visione umana è diversa da quella degli animali

23 La visione degli insetti comprende lultravioletto La farfalla vede la riflessione dellultravioletto, che la aiuta a trovare più facilmente il centro dei fiori

24 Ora vedo una luce! E tutto buio… Vediamo solo i raggi che colpiscono la retina. Possono provenire direttamente da una sorgente luminosa, o da una riflessione.

25 Le zone luminose sono quelle che riflettono i raggi verso i nostri occhi (verso lobiettivo della macchina fotrografica) Il raggio si vede solo se colpisce locchio Se il cielo è vuoto non cè niente che possa riflettere i raggi del sole che lo attraversano e quindi ci appare nero

26 Luce bianca che viene riflessa da una superficie Vedo una superficie bianca! Se la superficie appare bianca vuol dire che tutta la luce è riflessa, e nessuna componente è assorbita

27 Luce bianca che viene riflessa da una superficie Vedo una superficie verde! Se la superficie appare verde vuol dire che solo una parte della luce bianca è riflessa, e una parte è assorbita

28 Luce bianca che viene riflessa da una superficie Vedo una superficie quasi nera! Se la superficie appare quasi nera vuol dire che quasi tutta la luce bianca è stata assorbita. Se fosse assorbita completamente non vedremmo proprio niente.

29 Conclusioni sulla visione di un oggetto - 1 Tutti gli oggetti che vediamo riflettono radiazione visibile verso i nostri occhi, ed è questa radiazione riflessa che ci permette di vederli. Il colore con il quale gli oggetti ci appaiono dipende dal rapporto tra luce riflessa e luce assorbita. Se la luce che illumina gli oggetti è la luce solare, e quindi una luce bianca, vuol dire che contiene radiazioni a diverse lunghezze donda ( ). Se tutte le radiazioni a tutte le vengono riflesse loggetto ci apparirà bianco. Se un po di intensità viene assorbita, ma in modo eguale per tutte le, loggetto ci apparirà grigio, tanto più scuro quanto più grande è lassorbimento.

30 Conclusioni sulla visione di un oggetto - 2 Se la luce che illumina gli oggetti è la luce solare, e quindi una luce bianca, e la superficie delloggetto assorbe radiazione solo alla che corrisponde al blu, loggetto ci apparirà arancione. Se la superficie delloggetto assorbe radiazione solo alla che corrisponde al rosso, loggetto ci apparirà verde. Quindi in conclusione il colore dipende dal rapporto tra parte assorbita e parte riflessa della luce bianca.

31 E gli oggetti trasparenti? Quando non cè né assorbimento né riflessione, la luce viene trasmessa attraverso loggetto, e loggetto è allora trasparente.

32 Il fenomeno della diffusione o scattering Superficie levigata = un fascio di raggi paralleli viene riflesso e resta parallelo Superficie scabra = un fascio di raggi paralleli viene riflesso da una superficie scabra in direzioni varie, e quindi il fascio riflesso non è più parallelo. Questo fenomeno si chiama diffusione della luce, o scattering

33 Lacqua è trasparente …ma se ci sono delle impurezze, o delle particelle in sospensione (come nel latte) lacqua non è più trasparente. Perché?

34 Un fascio di raggi paralleli attraversa vetro e acqua senza cambiare direzione: effetto di trasparenza. Un fascio di raggi paralleli viene diffuso in tutte le direzioni dai globuli di lipidi in sospensione nel latte. La radiazione bianca non viene assorbita, ma solo diffusa, quindi leffetto è: traslucido e bianco. La diffusione in un liquido

35 Laria è trasparente …ma quando cè la nebbia non lo è più. Perché?

36 La diffusione della luce Quando cè la nebbia la luce (bianca) del sole viene diffusa (riflessa in tutte le direzioni) dalle goccioline dacqua in sospensione, e ogni gocciolina diventa come un piccolo emettitore di luce.

37 Come un raggio può interagire con un oggetto riflessione speculare riflessione diffusa Raggio incidente assorbimento diffusione o emissione (fluorescenza) riflessione interna luce trasmessa


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