STORIA DI UN RAGGIO DI LUCE 50 ANNI DI LASER (ma tu lo conosci il festeggiato ?) T. Corridoni, G. Häusermann Il Viaggiatore Scientifico 5 19 febbraio 2011 SUPSI-DFA, Locarno

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Amplificazione di Luce da Emissione Stimolata di Radiazione H. Townes, N.G. Basov, A.M. Prochorov , J. Gordon (Maser 1954), L. Schawlow, T.H. Maiman (16/5/1960), A. Javan (12/12/1960), G. Gould (1957) IDEE DIFFUSE: L’ha inventato Einstein: è luce, è energia… È male: è una spada, spara, arriva lontano, taglia il metallo, accende fiammiferi, buca la plastica, acceca... È bene: si usa in medicina, lo usano gli scienziati, toglie i tatuaggi… È per tutti: si compra, si usa per indicare ai seminari, si spiega anche ai bambini… La storia del laser segue l’evoluzione del nostro concetto di RAGGIO DI LUCE T. Corridoni 2011

IL NOSTRO RAGGIO DA BAMBINI T. Corridoni 2011 M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioni

INTENSITA’: LUCE FORTE, DEBOLE… CI SONO COSE TRASPARENTI T. Corridoni 2011 M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioni

IL RAGGIO VA DRITTO! COSI’ SCOPRIAMO COSA SONO LE OMBRE! M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioni G. Torosantucci, M. Vicentini Missoni, “L’insegnamento delle scienze nella scuola elementare”, 1987, la nuova Italia T. Corridoni 2011

T. Corridoni 2011 AAVV “Il piano ISS, Insegnare Scienze Sperimentali”, 2009-2010 , Annali 5-6/1, Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca

POI IL NOSTRO RAGGIO DIVENTA COLORATO http://people.rit.edu/andpph/exhibit-spectrum.html LUCE: IL BIANCO DISPERSIONE (prisma) BUIO: IL NERO I COLORI SI “MESCOLANO” T. Corridoni 2011 M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioni

T. Corridoni 2011

I COLORI: SORPRESE, DOMANDE DISPERSIONE IN TRASMISSIONE (reticolo) DISPERSIONE IN RIFLESSIONE (reticolo) T. Corridoni 2011

E AFFASCINANTI FENOMENI. PROBLEMA…AMELBORP FISICO 1: Quale arcobaleno è corretto ? FISICO 2: Aspetta, non ricordo… FISICO 1: Non devi RICORDARE! PENSA ai raggi! FISICO 2: APPUNTO… SERVE UN MODELLO! T. Corridoni 2011

ARCOBALENO… LA GEOMETRIA DELLA GOCCIA FA Sì CHE: LA LUCE IN USCITA NON SIA BIANCA I COLORI SIANO DISPERSI IN MANIERA DIVERSA DA COME LO SAREBBERO UTILIZZANDO UN PRISMO O UN RETICOLO ARCOBALENO… T. Corridoni 2011 John A. Adam, The mathematical physics of rainbows and glories, Physics Reports 356 (2002) 229–365

ARCOBALENO2… MANCA IL PRIMARIO! T. Corridoni 2011 http://cloudappreciationsociety.org/ MANCA IL PRIMARIO! ARCOBALENO2… T. Corridoni 2011

COSTRUIAMO MODELLI PER MOLTI FENOMENI Oltre che trasmessa o assorbita, la luce viene diffusa. Viene diffuso molto più il blu che il rosso… Per questo il cielo è blu… Per questo al tramonto diventa rossastro… Ma dopo il tramonto assume toni violacei per tutt’altra ragione… T. Corridoni 2011 A. Frova. “Luce, colore, visione”, 1984 Editori Riuniti

E CAPIAMO CHE QUEL CHE VEDIAMO DIPENDE DAL NOSTRO OCCHIO T. Corridoni 2011 A. Gostinar Blagotinšek, A Water Model of a Human Eye, 2006

MA IL NOSTRO RAGGIO HA ANCHE UNA “CRISI D’IDENTITA’” T. Corridoni 2011

QUEL CHE FA LA LUCE SI SPIEGA: CON RAGGI “DRITTI” CON ONDE SE DECIDIAMO CHE LA LUCE SIA FATTA DI “PALLINE”, NON E’ DETTO CAPIREMO QUEL CHE FA SE FOSSE UN’ONDA, E VICEVERSA T. Corridoni 2011

COMINCIAMO A CERCARE ANALOGIE FRA IL NOSTRO RAGGIO-TRAIETTORIA E LE ONDE… COERENZA… POLARIZZAZIONE… T. Corridoni 2011

AL TERMINE DI QUESTO PERCORSO, IL RAGGIO IDEALE E’: 1) COLLIMATO, 2) MONOCROMATICO, 3) COERENTE, 4) POLARIZZATO Possiamo immaginarlo come un treno di onde collimate, coerenti, polarizzate e di stessa frequenza, o come gruppi di “palline” che partano assieme a distanze temporali precise, con stessa velocità nella stessa direzione (per la polarizzazione occorrerebbe dire anche altro…). Specchio a riflessione totale riflessione parziale 3) CREANDO MOLTI ATOMI ECCITATI, E FACENDOLI INTERAGIRE CON LUCE OPPORTUNA… Elettroni eccitati da luce, diseccitandosi la riemettono (es: fosforescenza, fluorescenza). 2) Se sono già eccitati e interagiscono con altra luce (compatibile con una possibile emissione), tendono a emettere quella luce (QUESTO è un risultato di A. Einstein…) T. Corridoni 2011

T.H. Maiman, CON IL PRIMO LASER (A RUBINO, 16/5/1960) REALIZZAZIONE DELL’IDEA DI “RAGGIO DI LUCE” T. Corridoni 2011

(la LUCE reale c’era già…) E IL NOSTRO MODELLO DI LUCE FU (la LUCE reale c’era già…) T. Corridoni 2011

Bibliografia M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare, 1989 emme edizioni G. Torosantucci, M. Vicentini Missoni, L’insegnamento delle scienze nella scuola elementare, 1987, la nuova Italia AAVV, Il piano ISS, Insegnare Scienze Sperimentali, 2009-2010 , Annali 5-6/1, Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca Italiana John A. Adam, The mathematical physics of rainbows and glories, Physics Reports 356 (2002) 229–365 A. Frova. Luce, colore, visione, 1984 Editori Riuniti A. Gostinar Blagotinšek, A Water Model of a Human Eye, 2006 http://www.science.uva.nl/research/amstel/dws/girep2006/index.php?PageName=girep http://cloudappreciationsociety.org/ http://people.rit.edu/andpph/exhibit-spectrum.html Il Nuovo Saggiatore, vol 26, n.5-6, 2010 T. Corridoni 2011