LA LUCE. Perché vediamo gli oggetti Che cos è la luce La propagazione della luce La riflessione La rifrazione

Transcript

1 LA LUCE Perché vediamo gli oggetti Che cos è la luce La propagazione della luce La riflessione La rifrazione

2 Perché vediamo gli oggetti?

3 Perché vediamo gli oggetti? Noi vediamo gli oggetti perché da essi partono radiazioni luminose che giungono ai nostri occhi Una SORGENTE LUMINOSA emette luce propria. Gli OGGETTI ILLUMINATI riflettono e diffondono in tutte le direzioni la luce che li colpisce.

4 Qual è la natura della luce? LA LUCE E UN FLUSSO DI PARTICELLE MICROSCOPICHE LA LUCE E UN ONDA, cioè energia che si propaga emesse a ritmo continuo dalle sorgenti luminose TEORIA CORPUSCOLARE (Isaac Newton) TEORIA ONDULATORIA (Christian Huygens)

5 LA LUCE È COSTITUITA DA PARTICELLE DI ENERGIA (FOTONI O QUANTI) CHE SI COMPORTANO CONTEMPORANEAMENTE COME UN ONDA (ENERGIA) E COME UN CORPUSCOLO (MATERIA). TEORIA QUANTISTICA (Albert Einstein)

6 La velocità della luce La luce può propagarsi in un mezzo trasparente (aria, vetro, acqua) ma anche nel VUOTO. La sua velocità nel vuoto è V = km/s La luce proveniente dal sole impiega circa 8 minuti per arrivare a noi. Sole 150 milioni di km = 8 minuti-luce Terra

7 La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta oggetto opaco Sorgente puntiforme ombra cono d ombra C penombra Sorgente estesa ombra

8 La propagazione della luce: le ombre La luce si propaga in linea retta Sorgente estesa C penombra ombra eclisse parziale SOLE LUNA eclisse totale TERRA

9 Le proprietà della luce Cosa succede quando la luce colpisce un oggetto? può essere riflessa trasmessa assorbita e poi riemessa

10 Le leggi della riflessione DIFFUSIONE raggio incidente i r 1 raggio riflesso i=r 1 Superficie riflettente liscia (specchio) Superficie ruvida 1 a legge: il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale (= perpendicolare) alla superficie riflettente giacciono nello stesso piano 2 a legge: l angolo di incidenza è uguale all angolo di riflessione i=r 1

11 Riflessione su uno specchio piano oggetto

12 Riflessione su uno specchio piano P C oggetto

13 Riflessione su uno specchio piano P C oggetto

14 Riflessione su uno specchio piano L immagine è VIRTUALE, ha le stesse dimensioni dell originale, è DRITTA, ma NON E SOVRAPPONIBILE ALL ORIGINALE perché è SIMMETRICA AD ESSA. P P C C oggetto immagine

15 Riflessione su uno specchio concavo oggetto

16 Riflessione su uno specchio concavo P C oggetto

17 Riflessione su uno specchio concavo P C oggetto

18 Riflessione su uno specchio concavo P C oggetto

19 Riflessione su uno specchio concavo L immagine è REALE, rimpicciolita e CAPOVOLTA P C P C oggetto immagine

20 Riflessione su uno specchio convesso oggetto

21 Riflessione su uno specchio convesso P C oggetto

22 Riflessione su uno specchio convesso P C oggetto

23 Riflessione su uno specchio convesso L immagine è VIRTUALE, rimpicciolita e DRITTA P P C C immagine oggetto

24 Le leggi della rifrazione Il fascio di luce cambia direzione nel punto in cui incontra la superficie di separazione tra i due corpi. raggio incidente i Aria raggio rifratto r 2 Aria Acqua r 2 raggio rifratto Acqua i raggio incidente Se la luce passa da un corpo meno denso (aria) a uno più denso (acqua), il raggio rifratto si avvicina alla perpendicolare e l angolo di rifrazione è minore di quello di incidenza. Se la luce passa da un corpo più denso (acqua) a uno meno denso (aria), il raggio rifratto si allontana dalla perpendicolare e l angolo di rifrazione è maggiore dell angolo di incidenza.

25 La deviazione del raggio luminoso è dovuta alla diversa velocità di propagazione della luce nei corpi che attraversa Consideriamo la luce riflessa da un pesce nel mare: passando dall'acqua all'aria, aumenta velocità di propagazione della luce e la traiettoria dei raggi luminosi è deviata nel passaggio acqua aria (si avvicina alla superficie di separazione tra i due mezzi). La luce sembra provenire da un punto virtuale situato al di sopra della reale posizione del pesce che, di conseguenza, appare più vicino alla superficie.

26 Esempi di rifrazione La luce cambia la sua direzione anche quando, attraversando un solo corpo, incontra strati di densità diversa. Così si spiega il fenomeno del MIRAGGIO, un illusione ottica che fa vedere specchi d acqua dove non esistono.

27 Nel deserto c è una grande differenza di densità fra l aria a contatto con il suolo (più calda e meno densa) e gli strati più alti (più freddi e più densi). Una palma, ad esempio, può dar luogo a due immagini: l osservatore vedrà, oltre alla palma, anche la sua immagine capovolta, sbiadita e tremolante come se fosse riflessa in uno specchio d acqua. Il miraggio aria sempre più calda e quindi sempre meno densa sabbia bollente

28 Lenti convergenti e divergenti Lenti convergenti Immagine capovolta e rimpicciolita Immagine capovolta e ingrandita Lenti divergenti Immagine diritta e rimpicciolita

29 Applicazioni delle lenti macchine fotografiche microscopi e lenti di ingrandimento binocoli e cannocchiali occhiali da vista

30 LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO Lo spettro elettromagnetico è l insieme delle onde elettromagnetiche. Classificando le radiazioni in base a frequenze decrescenti o a lunghezze d'onda crescenti, troviamo dai raggi gamma alle onde radio. L'ordine di grandezza della lunghezza d'onda varia dal miliardesimo di micrometro al chilometro.

31 LA LUCE VISIBILE L occhio umano è sensibile solo ad una piccola parte dello spettro elettromagnetico: la luce VISIBILE COLORE LUNGHEZZA D ONDA (nm) violetto azzurro verde giallo arancione rosso Ciascun colore corrisponde ad una radiazione elettromagnetica di diversa lunghezza d onda.

32 Dispersione della luce Un prisma disperde la luce solare (bianca) nelle sue componenti colorate prisma schermo La luce bianca è data dalla mescolanza di tutti i colori

33 Perché gli oggetti appaiono colorati? Gli oggetti colorati contengono dei PIGMENTI che DIFFONDONO solo la luce di un particolare colore, assorbendo il resto sorgente di luce luce diffusa