LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie Dott LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie Dott.ssa Francesca Menchini ENEA-Casaccia Gruppo Dispositivi Ottici

UN MONDO A COLORI La luce bianca: una mescolanza di tutti i colori Perché gli oggetti appaiono colorati LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-1

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 TEORIA ONDULATORIA fotoni TEORIA CORPUSCOLARE LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-2

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 LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-3

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 LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-4

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 LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-5

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 LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-6

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 LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-7

Luce colorata

Qual è il legame tra luce bianca e luce colorata? Dispersione della luce Qual è il legame tra luce bianca e luce colorata? LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-8

Quella con lunghezza d’onda maggiore Rifrazione della luce colorata La radiazione viene rifratta in maniera diversa a seconda della sua lunghezza d’onda. Quella con lunghezza d’onda maggiore (es. rosso) viene rifratta meno di quella di lunghezza d’onda maggiore (es. violetto) aria vetro LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-9

Dispersione della luce Un prisma disperde la luce bianca nelle sue componenti colorate luce bianca prisma schermo La luce bianca non è altro che una mescolanza di tutti i colori LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-10

Oggetti colorati

Perché gli oggetti appaiono colorati? Gli oggetti colorati contengono dei PIGMENTI che DIFFONDONO solo la luce di un particolare colore, assorbendo il resto sorgente di luce bianca luce diffusa rossa luce assorbita LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-11

I colori degli oggetti dipendono anche dalla luce che li illumina Illuminazione e colori I colori degli oggetti dipendono anche dalla luce che li illumina Una luce rossa rende dello stesso colore tutti gli oggetti che illumina, tranne quelli neri. luce rossa bianca LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-12

lampada Come ottenere luce colorata con i filtri rosso I filtri colorati sono oggetti semitrasparenti che contengono dei pigmenti colorati. Questi pigmenti assorbono gran parte della luce, e lasciano passare solo quella di un determinato colore luce rossa luce bianca lampada contiene dei PIGMENTI che assorbono tutta la radiazione tranne quella rossa filtro rosso rosso schermo LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-13

mescolare i colori

Nella sintesi additiva i colori si ottengono sovrapponendo su uno schermo fasci di luce colorata oppure affiancando piccole sorgenti di luce dei colori primari, sia come punti di colore su una superficie (stampa a colori, alcuni tipi di fotografia istantanea a colori), sia come sorgenti attive di luce (monitor a colori di TV e computer) rosso verde blu COLORI PRIMARI lampade LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-14

Sintesi additiva rosso + blu  magenta rosso + blu + verde  bianco COLORI PRIMARI rosso verde blu rosso + blu  magenta rosso + verde  giallo blu + verde  ciano rosso + blu + verde  bianco LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-15

bianco Sintesi additiva verde + blu = ciano rosso + blu = magenta verde + rosso = giallo verde + rosso + blu = bianco LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-16

Sintesi sottrattiva Nella sintesi sottrattiva si mescolano i pigmenti dei colori primari. Ciascun tipo di pigmento assorbe, cioè non fa passare, un certo tipo di luce. La sintesi sottrattiva è quello che avviene quando mescoliamo fisicamente dei colori, come le tempere e le vernici e i colori nelle stampanti COLORI PRIMARI magenta ciano giallo LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-17

Sintesi sottrattiva Un filtro magenta blocca il verde e fa passare solo il rosso e il blu Un filtro ciano blocca il rosso e fa passare solo il verde e il blu Un filtro giallo blocca il blu e fa passare solo il rosso e il verde LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-18                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

Sintesi sottrattiva bianco - magenta – giallo  rosso bianco bianco COLORI PRIMARI magenta ciano giallo - magenta - ciano  blu bianco - magenta – giallo  rosso bianco - ciano - giallo  verde bianco - magenta - ciano - giallo  nero bianco LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-19

OTTICA DI TUTTI I GIORNI Arcobaleni, tramonti, e cieli azzurri…. LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-20

Come si forma l’arcobaleno?                                                                                                                                                 LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-21

Come si forma l’arcobaleno? luce del sole le goccioline di pioggia disperdono la luce bianca nelle sue componenti colorate il violetto è il colore meno deviato (circa 40°) rispetto alla luce del sole i diversi colori vengono rimandati indietro a diversi angoli il rosso è il colore più deviato (circa 42°) LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-22

arcobaleno Come si forma l’arcobaleno? luce del sole goccioline di pioggia arcobaleno L’insieme di numerose goccioline ci manda l’immagine di un arco colorato. Il rosso è il colore più esterno, il violetto quello più interno LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-23

Perché il cielo è blu? LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-24

Perché il cielo è blu? La luce del sole colpisce le particelle che si trovano nell’atmosfera Le particelle DIFFONDONO soprattutto la radiazione blu-violetta in tutte le direzioni, ed anche verso di noi LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-25

Perché il sole al tramonto è rosso? LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-26

Perché il sole al tramonto è rosso? mezzogiorno Perché il sole al tramonto è rosso? cammino breve Quando il sole è basso sull’orizzonte i suoi raggi devono attraversare uno spessore maggiore di atmosfera cammino lungo sole al tramonto atmosfera La diffusione della radiazione blu è molto intensa, e nella direzione dei raggi riesce a passare solo la luce rosso-arancio LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-27

Ottica di tutti i giorni LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-28

ed ora… … facciamo insieme un po’ di esperimenti! LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-29

Ci vediamo alla prossima lezione sui film sottili!!