Interferenza e diffrazione Gruppo relatività-luce Estate 2017

La luce La luce ha doppia natura, a seconda delle situazioni: Corpuscolare (fotoni) che si manifesta attraverso l’effetto fotoelettrico; Ondulatoria che si manifesta attraverso i fenomeni di interferenza e diffrazione.

Strumentazione Apparato di acquisizione Sensore luminoso Fenditure (a=0,04 mm) Diodo laser (λ=650 nm)

Interferenza L’interferenza è quel fenomeno fisico per cui più onde elettromagnetiche incontrandosi si sovrappongono cosi da: Aumentare d’intensità, se sono in fase ( interferenza costruttiva ) Scemare d’intensità o annullarsi, se non sono in fase (interferenza distruttiva )

Formule e Calcoli

Dati sperimentali Sensore Valore Errori Errore % D(m) 0,9 0,01 1% λ(nm) 650 0% d(mm) 0,254 0,013 5% Y(m) 0,023 0,001 4% n 5 d_previsto (mm) 0,25 Diff.% 1,6 % Intensità luminosa Posizione (x)

Diffrazione La diffrazione è quel fenomeno per cui un’onda elettromagnetica incontrando un ostacolo o una fenditura (avente dimensioni simili a quelle della lunghezza d’onda ) si propaga al di là di essa, disperdendosi e rendendo così luminosi punti che dovrebbero essere in ombra.

Principio di Huygens Data una sorgente (S) generante un'onda sferica nello spazio, ogni punto del fronte d'onda primario si comporta come sorgente secondaria generando altre onde con le stesse caratteristiche dell'onda primaria. La sovrapposizione di queste onde secondarie genera altri fronti d'onda, detti secondari, che a loro volta ne produrranno degli altri determinando la propagazione dell'onda. S

Formule e Calcoli

Dati sperimentali Sensore Valore Errori Errore % D(m) 0,9 0,01 1% λ(nm) 650 0% Y(m) 0,027 0,001 4% a(mm) 0,043 0,002 5% a_previsto 0,04 Diff.% 7,5 % Intensità luminosa Posizione (x)

Confronto L’intensità della luce nelle frange di interferenza è modulata secondo l’andamento della figura di diffrazione, dovuta all’ampiezza delle fenditure. % Intensità luminosa Posizione (x)

Picchi d’interferenza Il rapporto fra la distanza tra le due fenditure (d) e l’ampiezza (a) corrisponde al numero di picchi d’interferenza compresi fra il massimo centrale e la frangia scura del primo ordine della diffrazione. Sensore Valore Errore Errore % D(m) 0,9 0,01 1% λ(nm) 650 0% Y(m) 0,023 0,001 4% d(mm) 0,254 0,013 5% n 5 a 0,04 d/a 6,358 0,317 % Intensità luminosa Posizione (x)

Grazie per l’attenzione Presentazione a cura di: Bertassi Lorenzo Beschi Alice Coppi Alberto Donghi Matteo Manenti Nicola