dispersione della luce qual è il legame tra luce bianca e luce colorata?
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Dispersione della luce
Qual è il legame tra luce bianca e luce colorata?
Che cos’è un prisma?
• Un prisma ottico è un solido di materiale omogeneo trasparente alla radiazione visibile che permette la dispersione della luce nelle sue componenti cromatiche in relazione alla lunghezza d’onda
Dispersione della luce• Le sorgenti di luce,
compreso il Sole, sono policromatiche
• A ogni radiazione monocromatica corrisponde un particolare indice di rifrazione
• Un raggio di luce incidente un prisma viene disperso in più raggi di diverso colore
Dispersione ottica
• La dispersione è un fenomeno che causa la separazione di un’onda in componenti spettrali con diverse lunghezze d’onda,da cui dipende la velocità dell’onda (dispersione cromatica):
1. Dispersione di materiale2. Dispersione di guida d’onda
Dispersione di materiale
la risposta del materiale alle onde dipende dalla
frequenza
• Velocità di fase di un’onda in un mezzo uniforme:
dove è la velocità della luce nel vuoto ed è
l’indice di rifrazione del mezzo che è una funzione della frequenza o della lunghezza d’onda della luce
n
cv
c n
Legge di Snell
L’angolo di rifrazione della luce in un prisma:
• dipende dall’indice di rifrazione del materiale di cui è composto il prisma
• varia in dipendenza della lunghezza d’onda
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l’angolo con cui la luce viene rifratta varia con la lunghezza d’onda causando la dispersione angolare.
• Dispersione normale: indice di rifrazione decresce all’aumentare della lunghezza d’onda (materiali trasparenti)
• Dispersione anomala: indice cresce il crescere della lunghezza d’onda
)()()(1 blugiallorosso nnn
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n
senarcsen
n
sensen 1
21
2
Le radiazioni con indice di rifrazione più alto vengono
inclinate maggiormente (arcobaleno)
• Fu Newton che nel 1666 chiamò spettro l’insieme dei colori in cui si scompone la luce (spettro continuo)
• Applicazioni:1. Spettrometri2. Spettroradiometri 3. Spettroscopi4. Spettrografi
Rifrazione della luce colorata
La radiazione viene rifratta in maniera diversa a seconda della sua lunghezza d’onda.
Quella con lunghezza d’onda maggiore (es. rosso) viene rifratta meno di quella di lunghezza d’onda maggiore (es. violetto)
vetroaria
Dispersione della luce
La luce bianca non è altro che una mescolanza di tutti i colori
prismaschermo
Un prisma disperde la luce bianca nelle sue componenti colorate
Perché gli oggetti appaiono colorati?
sorgente di luce
luce diffusa
Gli oggetti colorati contengono dei PIGMENTI che DIFFONDONO solo la luce di un particolare colore, assorbendo il resto
Illuminazione e colori
I colori degli oggetti dipendono anche dalla luce che li illumina
Una luce rossa rende dello stesso colore tutti gli oggetti che illumina, tranne quelli neri.
Come ottenere luce colorata con i filtri
rossoschermo
I filtri colorati sono oggetti semitrasparenti che contengono dei pigmenti colorati. Questi pigmenti assorbono gran parte della luce, e lasciano passare solo quella di un determinato colore
contiene dei PIGMENTI che assorbono tutta la radiazione tranne quella rossa
•Arcobaleni Multipli•Come si osserva•Meccanismo FisicoCos’è?Cos’è?
•Come si osserva
Non dubitare che la causa di questo fenomeno sia nel liquido (l'arcobaleno, infatti, non si forma se non quando è nuvoloso), ma ricerchiamo in che modo avvenga. Certi affermano che ci sono alcune gocce che lasciano passare i raggi del sole e altre troppo compatte per lasciar filtrare la luce: perciò, da quelle proviene il fulgore, da queste l'ombra, e così dall'intersecarsi delle due trae origine l'arcobaleno, nel quale la parte che lascia entrare il sole risplende, quella che non lo ha lasciato passare e ha proiettato la sua ombra sull'area vicino è piuttosto scura.
Seneca - Naturales QuaestionesLiber I, 3, 3-5,11,12,13
Principio Fisico•Riflessione •Rifrazione
Aria
Acqua
θ θ
θ3
1 2
θ = θ 1 2
Legge Snell-Descartes
sin = sinnn
1
3
θ3 θ1
Legge della Riflessione
l’indice di rifrazionen è
Lunghezza d’onda
l’indice di rifrazione Dispersione
• n ha un valore variabile in relazione al mezzo• n in uno stesso mezzo assume valori caratteristici per ogni
lunghezza d’onda della luce (dispersione)
luce del sole
le goccioline di pioggiadisperdono la luce bianca nelle sue componenti colorate
i diversi colori vengono rimandati indietro a diversi angoli
Come si forma l’arcobaleno?
il rosso è il colore più deviato (circa 42°)
il violetto è il colore meno deviato (circa 40°)rispetto alla luce del sole
L’arcobaleno è un’immagine del sole riflessa
nelle gocce d’acqua e scomposta nei varicolori per effetto della rifrazione
Conclusione:
E il secondo arcobaleno?La solita goccia..
La luce rimasta per formare il secondo arcobaleno è molto tenue, per questo è difficile
scorgere arcobaleni multipli ad occhio nudo
Il nuovo arcobaleno si troverà tra i 50° e i 53° e avrà i colori disposti
nell’ordine inverso
Perché il cielo è blu?
Perché il cielo è blu?
Le particelleDIFFONDONO soprattutto la radiazione blu-violetta in tutte le direzioni, ed anche verso di noi
La luce del sole colpisce le particelle che si trovano nell’atmosfera
Perché il sole al tramonto è rosso?
Perché il sole al tramonto è rosso?
La diffusione della radiazione blu è molto intensa, e nella direzione dei raggi riesce a passare solo la luce rosso-arancio
Quando il sole è basso sull’orizzonte i suoi raggi devono attraversare uno spessore maggiore di atmosfera
atmosfera
sole al tramonto
cammino lungo
sole a mezzogiornocammino breve
A multicoloured arc in sky: series of coloured arcs
(bands of light) that can be seen when the light
from a distant source—most commonly the Sun—
falls upon a collection of water drops
as in rain, spray, or fog.
SUNLIGHT
RAIN DROPS
The rainbow is observed in the direction opposite to the Sun.
The coloured rays of the rainbow are caused by the refraction and internal reflection of light rays that enter the raindrop
The colours of the rainbow are conventionally said to be red, orange, yellow, green, blue, indigo, and violet.
Mr. Roy. G. Biv
1 - When do you usually see a rainbow?2- Which shape has it got ?3- Can you see a rainbow at night?4- Have you ever seen a very big rainbow in the sky? What was there before its appearance? What was the weather like?5- Apart from big rainbows in the sky, where else can you see rainbows? When do you notice them?6- Where are you, when you see a rainbow? Which position are you in relation to the rainbow?
FOCUS ON WORDS
Match the words with their Italian equivalents:1- Strip A Raggio2- Degrees B Lunghezza d’onda3- Droplets C Striscia4- Ray D Gradi5- Bend E Goccioline6- Wavelength F Indice7- Spread out G Propagarsi8- Index H Spettro9- Split up I Piegare10- Spectrum L Scindere, dividere
FOCUS ON STRUCTURES
In scientific or technical language , we often use the passive form as the emphasis is usually on the action or what happens rather than who does itPASSIVE FORM
To be+ past participle. Light is reflected at the back of the dropThe sunlight is broken into a spectrumThe second bow is produced inside the droplets