LA LUCE Perché vediamo gli oggetti Che cos’è la luce La propagazione della luce La riflessione La rifrazione

Perché vediamo gli oggetti?

Perché vediamo gli oggetti? Una SORGENTE LUMINOSA emette luce propria. Noi vediamo gli oggetti perché da essi partono radiazioni luminose che giungono ai nostri occhi Gli OGGETTI ILLUMINATI riflettono e diffondono in tutte le direzioni la luce che li colpisce.

Qual è la natura della luce? LA LUCE E’ UN FLUSSO DI PARTICELLE MICROSCOPICHE emesse a ritmo continuo dalle sorgenti luminose LA LUCE E’ UN’ONDA, cioè energia che si propaga TEORIA CORPUSCOLARE (Isaac Newton) TEORIA ONDULATORIA (Christian Huygens)

La luce è costituita da particelle di energia (fotoni o quanti) che si comportano contemporaneamente come un’onda (energia) e come un corpuscolo (materia). TEORIA QUANTISTICA (Albert Einstein)

V = 300 000 km/s 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 V = 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

La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta cono d’ombra Sorgente puntiforme oggetto opaco ombra Sorgente estesa penombra C ombra

La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta Sorgente estesa penombra C ombra SOLE LUNA TERRA eclisse parziale eclisse totale

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

i r1 Le leggi della riflessione i=r1 i=r1 diffusione raggio incidente Superficie ruvida diffusione i r1 Superficie riflettente liscia (specchio) raggio riflesso raggio incidente i=r1 1a legge: il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale (= perpendicolare) 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, ha le stesse dimensioni dell’originale, è DRITTA, ma NON E’ SOVRAPPONIBILE ALL’ORIGINALE perché è SIMMETRICA AD ESSA. 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

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 Il fascio di luce cambia direzione nel punto in cui incontra la superficie di separazione tra i due corpi. i r2 raggio incidente raggio rifratto Acqua Se la luce passa da un corpo meno denso (aria) a uno più denso (acqua), il raggio rifratto si avvicina alla perpendicolare e l’angolo di rifrazione è minore di quello di incidenza. Aria i r2 raggio incidente raggio rifratto Aria Se la luce passa da un corpo più denso (acqua) a uno meno denso (aria), il raggio rifratto si allontana dalla perpendicolare e l’angolo di rifrazione è maggiore dell’angolo di incidenza. Acqua

La deviazione del raggio luminoso è dovuta alla diversa velocità di propagazione della luce nei corpi che attraversa Consideriamo la luce riflessa da un pesce nel mare: passando dall'acqua all'aria, aumenta velocità di propagazione della luce e la traiettoria dei raggi luminosi è deviata nel passaggio acqua – aria (si avvicina alla superficie di separazione tra i due mezzi). La luce sembra provenire da un punto virtuale situato al di sopra della reale posizione del pesce che, di conseguenza, appare più vicino alla superficie.

Esempi di rifrazione La luce cambia la sua direzione anche quando, attraversando un solo corpo, incontra strati di densità diversa. Così si spiega il fenomeno del MIRAGGIO, un’illusione ottica che fa vedere specchi d’acqua dove non esistono.

Nel deserto c’è una grande differenza di densità fra l’aria a contatto con il suolo (più calda e meno densa) e gli strati più alti (più freddi e più densi). Una palma, ad esempio, può dar luogo a due immagini: l’osservatore vedrà, oltre alla palma, anche la sua immagine capovolta, sbiadita e tremolante come se fosse riflessa in uno specchio d’acqua. Il miraggio sabbia bollente aria sempre più calda e quindi sempre meno densa

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

Lo spettro elettromagnetico Lo spettro elettromagnetico è l’insieme delle onde elettromagnetiche. Classificando le radiazioni in base a frequenze decrescenti o a lunghezze d'onda crescenti, troviamo dai raggi gamma alle onde radio. L'ordine di grandezza della lunghezza d'onda varia dal miliardesimo di micrometro al chilometro.

LA LUCE VISIBILE 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.

La luce bianca è data dalla mescolanza di tutti i colori Dispersione della luce Un prisma disperde la luce solare (bianca) nelle sue componenti colorate luce bianca prisma schermo La luce bianca è data dalla mescolanza di tutti i colori

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