La luce Gruppo 1: Maurilio Fava, Chiara Maranò, Marina Pellegrino, Michela Ponzo. Gruppo 2: Amelia Caretto, Giorgia De Virgiliis, Elisa Iaia, Elisa Magrì, Noemi Ognibene.

La luce: onda o particella? La luce, secondo la teoria corpuscolare, è composta da particelle dotate di energia e impulso che si propagano in linea retta nello spazio vuoto. Secondo la teoria ondulatoria, invece, la luce è composta da onde, simili alle onde del mare. La teoria ondulatoria ottenne il massimo riconoscimento nel XIX secolo, grazie alla sistemazione teorica operata da J.C. Maxwell a una spettacolare previsione: l'esistenza delle onde radio. La caratteristica fondamentale delle onde elettromagnetiche è quella di "sommare" i loro effetti; tale proprietà prende il nome di principio di sovrapposizione. Dal principio di sovrapposizione discendono tutti i fenomeni caratteristici dei moti ondulatori: i più significativi sono la diffrazione e l’interferenza . La luce possiede inoltre una curiosa proprietà, fonte di numerose applicazioni tecnologiche:la polarizzazione.

Le esperienze L’assorbimento. La polarizzazione. Diffrazione e interferenza.

ESPERIMENTO SULL’ASSORBIMENTO Obbiettivo dell’esperimento è valutare la relazione tra l’intensità della sorgente (I0) e l’intensità della sorgente filtrata (It) e misurare l’intensità di ogni frequenza emessa dalla sorgente luminosa con e senza filtri.

SORGENTE: emette radiazioni luminose in tutte le lunghezze d’onda MONOCROMATORE: grazie ad un reticolo di diffrazione separa la luce nelle diverse lunghezze d’onda CAMPIONI: vetrini di diversi colori usati da filtro FIBRA OTTICA: trasmette la luce al sensore rilevatore SENSORE-RILEVATORE: rileva e misura l’intensità della luce trasmessa

GRAFICI SULL’ASSORBIMENTO

La Polarizzazione La polarizzazione consiste nell’intervento sulla propagazione di un fascio di luce obbligandolo a “viaggiare” in un’unica direzione con l’aiuto di un filtro polarizzatore; diversamente, le onde verrebbero emesse in tutte le direzioni.

Osservazioni sulla natura vettoriale della luce A determinare la propagazione della luce polarizzata sono i filtri polaroid caratterizzati da un asse specifico: infatti solo la componente parallela a questo sarà in grado di propagarsi. 100% 0% 50%

Legge di Malus Utilizzando due polarizzatori, un fotodiodo, un fotometro ed una sorgente luminosa abbiamo dimostrato la relazione esistente tra l’intensità di luce trasmessa (=It) e l’intensità di luce incidente (=I0). A seconda dell’angolo di inclinazione dell’asse di polarizzazione l’intensità di luce trasmessa varia rispetto a quella di luce incidente: q=0° --> It= I0 q=90° --> It= 0 da questi dati si deduce che l’andamento della funzione It=I0*cos2q sarà cosinusoidale.

It= I0 *cos2 q

Interferenza-Diffrazione Sono due fenomeni che evidenziano la natura ondulatoria della luce L’interferenza si verifica fra due sorgenti di luce poste ad una breve distanza e se ne distinguono due tipologie: La diffrazione è l’interferenza tra infinite sorgenti di luce puntiformi INTERFERENZA DISTRUTTIVA quando le onde luminose sono in opposizione di fase e si annullano INTERFERENZA COSTRUTTIVA quando le due onde luminose giungono allo schermo in fase e si sommano

APPARATO SPERIMENTALE Strumenti per l’esperienza di misura della lunghezza d’onda della luce laser LASER, MONOCROMATICO E COERENTE DISCO CON DIVERSE FENDITURE RILEVATORE INTERFACCIA

DATI DELL' ESPERIMENTO lambda= (y·d) / D Condizione per il primo massimo: lambda= (y·d) / D lambda= lunghezza d’onda d= ampiezza della fessura D= distanza tra le fessure e il rilevatore y= distanza media tra i picchi ESEMPIO: fenditura= 0.04- 0.25 mm D= 900 mm d= 0.25 mm y= 2.23 mm lambda= (2.23 mm·0.25mm)/ 900 mm= 0.00061944 mm= 619.44 nm

APPROFONDIMENTO Interferenza e diffrazione sono fenomeni legati alla natura ondulatoria della luce; ma passando nel campo della fisica quantistica si possono osservare frange d’interferenza create dai fotoni; è interessante notare come anche gli ELETTRONI possano dare luogo a fenomeni d’interferenza : nonostante abbiano una massa propria possono avere comportamento ondulatorio.