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

Perché vediamo gli oggetti?

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.

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

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

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= 300 000 km / s La luce proveniente dal sole impiega circa 8 minuti per arrivare a noi. 150 milioni di km = 8 minuti-luce Sole Terra

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

Luce è una radiazione elettromagnetica

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

Lo spettro elettromagnetico LUNGHEZZA D’ONDA (m) 1fm 1pm 1nm 1μm 1mm 1m 10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 1 102 RAGGI GAMMA RAGGI X ULTRA- VIOLETTO INFRA- ROSSO MICRO- ONDE ONDE RADIO ENERGIA VISIBILE

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 380-430 azzurro 430-470 verde 470-520 giallo 520-590 arancione 590-610 rosso 610-750 Ciascun colore corrisponde ad una radiazione elettromagnetica di diversa lunghezza d’onda

Isaac Newton

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.

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.

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.

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)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Riflessione su uno specchio piano oggetto

Riflessione su uno specchio piano oggetto P C

Riflessione su uno specchio piano oggetto

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

Riflessione su uno specchio concavo oggetto

Riflessione su uno specchio concavo oggetto P C

Riflessione su uno specchio concavo oggetto

Riflessione su uno specchio concavo oggetto

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

Riflessione su uno specchio convesso oggetto

Riflessione su uno specchio convesso oggetto P C

Riflessione su uno specchio convesso oggetto P C

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

Le leggi della rifrazione raggio incidente raggio incidente

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

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

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

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

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

Il bastoncino spezzato Esempi di rifrazione Il bastoncino spezzato

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

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

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

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.

Riflessione totale

Riflessione totale

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

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

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

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

Esempi di riflessione totale PERISCOPIO

Esempi di riflessione totale FIBRA OTTICA PERISCOPIO

Esempi di riflessione totale FIBRA OTTICA PERISCOPIO

Esempi di riflessione totale FIBRA OTTICA PERISCOPIO

Esempi di riflessione totale FIBRA OTTICA PERISCOPIO

Esempi di riflessione totale FIBRA OTTICA PERISCOPIO

Gli occhiali da vista occhio miope

Gli occhiali da vista occhio miope e la sua correzione

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

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

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