La natura duale della luce

Presentazione sul tema: "La natura duale della luce"— Transcript della presentazione:

1 La natura duale della luce
Enrico Maria Corsini Dipartimento di Astronomia Università di Padova Lezione III del progetto educativo per le scuole superiori Il cielo come laboratorio Liceo Curiel Padova A.S

2 Sommario Cenni storici
Principio di Huygens e interferenza (luce come onda) Effetto fotoelettrico (luce come corpuscolo)

3

4 lunghezza d’onda  ampiezza A distanza dalla sorgente

5 Principio di Huygens onda sferica onda piana

6

7 Interferenza

8 interferenza costruttiva
interferenza distruttiva

9

10

11 P A  d (gradi):(rad)=360:2 (gradi)  (rad)= 180 d sin   d  B

12 Si ha un massimo (=interferenza costruttiva) quando
0 1 2 Si ha un massimo (=interferenza costruttiva) quando d  = m  con m=0,1,2,3,…

13 P ymax  L L tan  = ymax tan    L  = ymax ymax = L / 

14

15

16 L>>d (= lo schermo è all’infinito)
 = 

17 Calcoliamo la posizione dei massimi
d  = m  con m=0,1,2,3,… ymax = L /   =  m  L ymax = con m=0,1,2,3,… d

18 P A  d d sin   d  B

19 Si ha un minimo (=interferenza distruttiva) quando
(1/2) (3/2) (5/2) Si ha un minimo (=interferenza distruttiva) quando d  = (m+1/2)  con m=0,1,2,3,…

20 P ymin  L L tan  = ymin tan    L  = ymin ymin = L / 

21 Calcoliamo la posizione dei minimi
d  = (m+1/2)  con m=0,1,2,3,… ymin = L /   =  (m+1/2)  L ymin = con m = 0,1,2,3,… d

22 m  L ymax = con m=0,1,2,3,… d (m+1/2)  L ymin = con m = 0,1,2,3,… d Esperienza: Interferenza a due fenditure

23 La posizione dei massimi è:
m  L ymax = con m=0,1,2,3,… d se  cresce (diminuisce) allora ymax cresce (diminuisce) se d cresce (diminuisce) allora ymax diminuisce (cresce) (analogamente per la posizione dei minimi)

24

25 Effetto fotoelettrico
luce (frequenza > soglia fotoelettrica) elettroni (= corrente) Metallo (Zn, K, Li, …)

26 Eelettrone = Efotone – Eestrazione
Si ha corrente se Eelettrone >0 cioè se Efotone – Eestrazione > 0 e quindi Efotone > Eestrazione Non si ha corrente se Eelettrone  0 cioè se Efotone – Eestrazione  0 e quindi Efotone  Eestrazione Riscriviamo Eelettrone = Efotone – Eestrazione come Ee = h - W

27 Esperienza: Effetto fotoelettrico

28 La corrente si arresta quando il potenziale V è
Ee = eV ma Ee = h - W quindi eV = h - W da cui h W V = e e V = (h/e)  - (W/e)

29 V = (h/e)  - (W/e) V= m  - q è una relazione lineare cioè una retta del tipo Y = m X - q

30  = 620 nm  = c/  = Hz V = 104 mV

31  = 520 nm  = c/  = Hz V = 496 mV

32  = 470 nm  = c/  = Hz V = 741 mV

33  = 200 nm  = c/  = Hz V = 4306 mV

34 V = m  - q Vestrazione = 1400 mV soglia = Hz

35