Luce

Question 1

cos’è la luce

Answer 1

è una piccola porzione dello spettro elettromagnetico, ma per molti aspetti si può considerare la più importante.

Question 2

qual è la parte fisica classica che studia la luce?

Answer 2

le sue interazioni con la materia è l’ottica.

Question 3

quando e di chi erano le due teorie vigenti nei XVII secolo?

Answer 3

ondulatoria ed una corpuscolare.

rispettivamente di Huygens e Newton

Question 4

cosa stabiliva la teoria ondulatoria?

Answer 4

la luce veniva considerata come un insieme di onde dovute alla vibrazione di un mezzo non precisato, l’etere che riempiva l’universo, alle sue differenze di frequenza erano associati i diversi colori.

Question 5

cosa stabiliva la teoria ocosa stabiliva la teoria corpuscolare

Answer 5

sosteneva che la luce fosse composta di corpuscoli di massa diversa (da cui deriverebbe la differenza di colore), che si propagano in linea retta.

Question 6

dopo quale evento prende il sopravvento la teoria di Huygens

Answer 6

all’inizio del XIX secolo vennero studiati i fenomeni dell’interferenza e della diffrazione tipici dei fenomeni ondulatori, la teoria ondulatoria si impose su quella corpuscolare.

Question 7

cosa si intende per puntiforme?

Answer 7

può essere schematizzato come un punto, di volta in volta caricato di una massa, di una carica elettrica, emittente energia raggiante, ecc.

Question 8

definisci ottica ondulatoria

Answer 8

si assume che la luce si propaga sotto forma di onde trasversali e il raggio luminoso è definito come la traiettoria perpendicolare alla direzione dell’onda.

Question 9

definisci ottica geometrica

Answer 9

si basa sull’ipotesi che la luce si propaghi in linea retta e che i raggi rettilinei siano indipendenti tra loro, trascurando il fatto ceh si tratti di un’onda.

Question 10

unità di misura della luce

Answer 10

oltre alla frequenza (Hz) e alla lunghezza d’onda (m), L’energia (j) e la potenza (W 1W= 1J/1s) ce anche l’intensità La sua misura è la candela (cs) corrispondente all’intensità luminosa emessa da una lampada campione depositata all’archivio pesi e misure di parigi

Question 11

unità di misura dei corpi illuminati

Answer 11

si definisce intensità di illuminazione l’energia che colpisce un’unità di superficie nell’unità di tempo e si misura in lux (lx) definito come l’illuminazione prodotta da una sorgente luminosa di intensità pari a una candela su una superficie perpendicolare alla direzione dei raggi luminosi posta alla distanza di un metro dal corpo.

Question 12

come si possono spiegare la riflessione e rifrazione

Answer 12

mediante l’ottica geometrica

Question 13

cos’è la rifrazione

Answer 13

La rifrazione è la deviazione che un raggio luminoso subisce nel passare da un mezzo trasparente ad un altro per la differenza della velocità nei due mezzi

Question 14

se il primo mezzo è meno denso del secondo come agisce la luce?

Answer 14

il raggio di luce devia avvicinandosi alla perpendicolare alla superficie di separazione

Question 15

se il primo mezzo è più denso del secondo come agisce la luce?

Answer 15

il raggio devia allontanandosi dalla perpendicolare.

Question 16

come si definisce l’indice di rifrazione assoluto?

Answer 16

Si definisce indice di rifrazione assoluto di una sostanza il rapporto n tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce in quella sostanza

Question 17

secondo quale relazione si stabilisce l’indice di rifrazione

Answer 17

La legge della rifrazione stabilisce che l’angolo di incidenza e l’angolo di rifrazione giacciono sullo stesso piano e sono legati tra loro dalla relazione

n1 sin i = n2 sin r
Dove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione assoluti dei due mezzi

Question 18

quando una superficie piana è detta specchio

Answer 18

una superficie riflettente piana è detta specchio

Question 19

azione della luce su una superficie riflettente piana

Answer 19

Si immagini di osservare una sorgente luminosa puntiforme S di fronte a uno specchio, i raggi luminosi,essi dalla sorgente vengono riflessi al di là dello specchio, essi convergono in un punto S’, simmetrico rispetto a S, che sembra essere la sorgente dei raggi luminosi che colpiscono il nostro occhio. S’ viene detto immagine virtuale di S, perché in realtà non esiste in S’ una vera e propria sorgente di raggi luminosi (S’ è solo il punto dove convergono i prolungamente dei raggi che originano dall’oggetto reale)

Question 20

caratteristiche della riflessione della luce

Answer 20

• Ha le stesse dimensioni dell’oggetto reale,
• Si trova alla stessa distanza dallo specchio l’oggetto reale,
• È perfettamente simmetrica all’oggetto reale.

Question 21

riflessione su specchi sferici, cvaratteristiche

Answer 21

• Il vertice V della calotta sferica
• Il centro C della sfera cui virtualmente appartiene la calotta sferica
• L’asse CV, detto asse ottico, passante per il centro della calotta
• Il fuoco F, il quale è il punto in cui convergono tutti i raggi riflessi dai raggi incidenti parallelamente all’asse ottico, il fuoco si trova a una distanza pari alla metà del segmento CV, ovvero al raggio della curvatura della calotta.

Question 22

riflessione totale

Answer 22

Quando la luce raggiunge la superficie di separazione con un angolo di incidenza superiori a un valore detto angolo limite, si verifica il fenomeno della riflessione totale, nel quale il raggio viene completamente riflesso e non vi è rifrazione

Question 23

se l’angolo di incidenza è superiore al valore limite come agisce la luce?

Answer 23

quindi l’angolo di rifrazione è superiore all’angolo di incidenza: se l’angolo di incidenza è superiore al valore limite, il raggio non esce dal primo mezzo materiale ma viene riflesso all’interno dello stesso mezzo. Per angoli esattamente pari all’angolo limite, l’angolo di rifrazione sarà di 90°, parallelo alla superficie di separazione.

Question 24

dispersione di luce in un prisma

Answer 24

Facendo passare un fascio di luce bianca attraverso un prisma di vetro di forma triangolare, all’uscita del prisma la luce raccolta su uno schermo, risulta scomposta nei colori fondamentali dello spettro luminoso. Questo fenomeno detto, dispersione della luce, viene spiegato attraverso la rifrazione. La velocità della luce in un mezzo materiale come il vetro risulta infatti leggermente diversa a seconda della sua lunghezza d’onda. Poiché a differenti lunghezze d’onda la luce presenta diversi coloro, e l’indice di rifrazione avrà angoli di rifrazione leggermente diversi a seconda del colore: minore è la lunghezza d’onda, maggiore è l’angolo di rifrazione.

Question 25

come si posso spiegare i fenomeni della difrazione e interferenza della luce?

Answer 25

mediante l’ottica ondulatoria

Question 26

come succede il fenomeno della difrazione e interferenza della luce?

Answer 26

Il fenomeno della diffrazione avviene quando un’onda incontra un ostacolo di dimensioni paragonabili alla sua lunghezza d’onda e invade in parte la zona che dovrebbe essere in “ombra”. Nel caso della luce il fenomeno della diffrazione avviene solo se l’ostacolo ha dimensioni molto piccole, quali sono quelle della sua lunghezza d’onda (10^-7m), non visibili dall’occhio umano.

Question 27

come si comporta l’ostacolo?

Answer 27

come una sorgente di onde circolari.

Question 28

effetto doppler nella luce

Answer 28

L’effetto doppler nella radiazione luminosa provoca variazioni di colore: all’aumento della frequenza, associato all’avvicinamento tra sorgente e osservatore corrisponde uno spostamento della radiazione verso l’estremità violetta dello spettro, alla diminuzione della frequenza, associata all’allontanamento relativo, provoca uno spostamento verso il rosso.
Lo spostamento verso frequenze minori viene chiamato redshift e sta a indicare che le sorgenti di luci si stiano allontanando. Lo spostamento verso il rosso è tanto maggiore quanto risulta la distanza della sorgente dall’osservatore e in base a quell’entità di spostamento si può calcolare la velocità di spostamento dell’oggetto.