Gruppo Luce1
-Lara Bessi
-Monica Lanfredi
-Valeria Zuccoli
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*
L'interferenza è un fenomeno fisico dovuto alla
sovrapposizione, in un punto dello spazio, di due o più
onde. Quello che si osserva è che l'intensità dell'onda
risultante in un punto può essere diversa rispetto alla somma
delle intensità associate ad ogni singola onda di partenza; in
particolare, essa può variare tra un minimo, in
corrispondenza del quale non si osserva alcun fenomeno
ondulatorio, ed un massimo, coincidente con la somma delle
intensità. In generale, si dice che l'interferenza è
“costruttiva” quando l'intensità risultante è maggiore
rispetto a quella di ogni singola intensità originaria, e
“distruttiva” in caso contrario.
*
L'interferometro di Michelson è la
tipologia
più
comune
di
interferometro e prende il nome
dall'inventore,
Albert
Abraham
Michelson. Una figura d'interferenza
è ottenuta suddividendo, indirizzando
su percorsi diversi, e facendo
convergere nuovamente un fascio di
fotoni. I due percorsi devono avere
lunghezze differenti, o avvenire in
materiali diversi, in modo che sia
notevole
uno
sfasamento
nel
cammino ottico dei due fasci
suddivisi.
*L'ONDA
ELETTROMAGNETICA
E=E0eiωt
2
2
I=|E| =|E1+E2| =
t=tempo
ω=pulsazione
i=parte immaginaria
=I1+I2+2E1E2cosφ
iωt
E1=E01e
E2=E02eiωt+φ
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Fonte di luce coerente (laser rosso 633nm)
2 specchi riflettenti
1 specchio semi-riflettente
Rilevatore ottico
Computer
Muro
Demoltiplicatore
Calcolatrice
*
Risalire alla lunghezza d'onda del laser rosso,
esaminando le frange di interferenza proiettate
su una superficie. La formula utilizzata per la
verifica è la seguente:
2Δx=nλ
*
•1^ Misurazione
Δx=0,037 mm
n=100
λ=725 nm ± 450 nm
E=62%
•2^ Misurazione
Δx=0,031 mm
n=100
λ=620 nm ± 90 nm
E=14%
*
• 1^ Misurazione
Δx=0,018 mm
n=63
λ=571 nm ± 91 nm
E=16%
• 2^ Misurazione
Δx=0,078 mm
n=250
λ=624 nm ± 36 nm
E=5,8%
*
*
Molti fattori possono influire sullo
svolgimento dell'esperimento, nulla è
trascurabile.

Nonostante la procedura venga
svolta con accurata precisione, gli
errori sono frequenti e spesso di
elevata percentuale.

Bisogna accettare il fatto che non si
arriverà mai ad una misura precisa,
certa e uguale per tutti.

ASSORBIMENTO
Benedini Lorenzo,
Franceschetti Lorena,
Rabaioli Gloria,
Virruso Stefano
Il colore: una proprietà della
materia?
Si potrebbe pensare di sì, ma in realtà dipende in
maniera significativa anche dalla sorgente
luminosa che colpisce il corpo in questione. Infatti
il colore è il modo che la mente e l'occhio umano
hanno per distinguere le componenti della luce a
seconda della loro lunghezza d'onda.
Lo spettro del visibile
L'occhio umano percepisce
soltanto una piccola parte
delle radiazioni luminose,
cioè quelle corrispondenti
ad una determinata
lunghezza d'onda
compresa tra 350 e 700
nm. Per valori inferiori o
superiori si parla
rispettivamente di
ultravioletti e infrarossi.
Intensità luminosa
A ciascuna lunghezza d'onda, quindi ad ogni colore,
corrisponde una differente intensità luminosa, che indica
quanta energia è trasportata dai fotoni di quella
determinata radiazione.
Infatti E = hv dove h è la costante di Planck e v è la
frequenza. Siccome la velocità della luce è costante,
l'espressione dipende solo da λ.
Il colore di un oggetto è dovuto alla λ che i suoi
atomi riemettono dopo essere stati investiti da una
radiazione: la luce viaggia sotto forma di fotoni,
pacchetti di energia in quantità discrete.
Ad ogni atomo serve una differente quantità di
energia per eccitare i suoi elettroni. Quando
l'elettrone eccitato torna nello stato di equilibrio,
libera energia sotto forma di radiazione luminosa.
L'esperimento
Obiettivo:
A)Determinare a quale intensità luminosa
corrisponde ciascuna lunghezza d'onda;
B)Verificare che la somma
dei colori primari è la luce bianca.
A) Il materiale
Come funziona il monocromatore?
Questo dispositivo permette di scomporre la luce
entrante grazie ad un reticolo di diffrazione e
permette l'uscita della solo componente prescelta.
A)Il metodo
Abbiamo variato la lunghezza d'onda da 380 a 700 nm,
utilizzando il monocromatore.
Ogni 10 nm, abbiamo preso nota della conseguente
variazione di intensità luminosa (letta sul display)
A) I risultati
I (μW)
180
160
140
120
Spettro della
luce bianca
100
80
60
40
20
0
350
400
450
500
550
600
650
700
750
λ (nm)
Perché i colori primari sono tre?
L'occhio umano vede grazie ai
bastoncelli (che percepiscono la luminosità)
e a 3 tipi di coni (ognuno sensibile ad un colore differente)
La luce spesso non è monocromatica, possiamo
riconoscere colori diversi perché “miscele” dei primari.
I colori primari possono essere
Rosso-Verde-Blu o
Ciano-Magenta-Giallo
B) Il materiale
B)Il metodo
Il procedimento è lo stesso dell'obiettivo 1.
MA
abbiamo usato filtri colorati (vetri):
bloccano determinate lunghezze d'onda e quindi
determinati colori
B) I risultati
I (μW)
180
160
140
120
100
Bianco
Verde
Rosso
80
Gli spettri dei
filtri verde, blu,
rosso a
confronto con la
luce bianca
Blu
60
La forma, nei
limiti degli errori,
è simile.
40
20
0
350
400
450
500
550
600
650
700
750
λ (nm)
Esiste tuttavia una proprietà detta
TRANSMITTANZA che non dipende dalla sorgente
luminosa ma esclusivamente dal corpo:
0,9
T = Icon filtro/ I luce bianca
0,8
0,7
Trans Verde
Trans Rosso
Trans Blu
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
λ (nm)
0
350
400
450
500
550
600
650
700
750


GRUPPO LUCE 3
DIFFRAZIONE E INTERFERENZA
ALUNNI : Giulia Castellucchio
Ambra Cavaggioni
Stefano Galimberti
Andrea Bassani
DIFFRAZIONE
Simulazione della diffrazione di un'onda piana
attraverso una fenditura.
In fisica la diffrazione è un fenomeno associato alla deviazione della
traiettoria di propagazione delle onde quando queste incontrano un ostacolo
sul loro cammino.
La dimensione dell'ostacolo da superare deve essere dello stesso ordine di
grandezza della lunghezza d'onda della radiazione incidente, quando le
dimensioni delle fenditure sono troppo grandi la luce non riesce a differire
Diffrazione da una doppia fenditura di un
raggio laser
Grafico e immagine della diffrazione da una
singola fenditura
Per determinare gli effetti della diffrazione occorre trovare la fase e
l'intensità di ciascuna sorgente in ogni punto dello spazio; ciò significa
calcolare per ogni punto la sua distanza dal fronte d'onda. In generale, è
sufficiente determinare le posizioni dei massimi e minimi dell'onda per
ottenere una completa descrizione del fenomeno.
La descrizione più semplice di diffrazione si ha nel caso di un esperimento
in due dimensioni per i raggi luminosi, si può trascurare una dimensione
solo se la fenditura si estende in quella direzione per una distanza molto
più grande della lunghezza d'onda della luce.
INTERFERENZA
Il fenomeno dell'interferenza è dovuto alla sovrapposizione, in un punto
dello spazio, di due o più onde. In generale, si dice che l'interferenza è
costruttiva quando l'intensità risultante è maggiore rispetto a quella di
ogni singola intensità originaria, e distruttiva in caso contrario.
INTERFERENZA DISTRUTTIVA
INTERFERENZA COSTRUTTIVA
ESPERIMENTO
L'obiettivo dell'esperimento era
verificare che:
S = mλd/D
S: spessore della fenditura
m: ordine del minimo
λ: lunghezza d'onda
d: distanza dallo schermo alla
fenditura
D: distanza dal centro al minimo
CALCOLI SINGOLA FENDITURA
CASO 1
s: 0,08 mm
m: 1
λ: 6,7x1(-5)
d: 212,5 cm
D: 1,6 cm
CASO 2
s: 0,08 mm
m: 2
λ: 6,7x1(-5)
d: 212,5 cm
D: 3,3 cm
s: 6,7x10(-5)x212,5/1,6= 8,89x10(-2) mm
s: 2x 6,7x10(-5)x212,5/3,3= 8,6x10(-2) mm
ESPERIMENTO 2
L'obiettivo dell'esperimento era di verificare che
f = mλd/D
f: distanza di separazione delle fenditure
m: ordine del minimo
λ: lunghezza d'onda
d: distanza dallo schermo alla fenditura
D: distanza dal centro al minimo
CALCOLI DOPPIA
FENDITURA
CASO 1
s: 0,04 mm
m: 1
λ: 6,7x1(-5)
d: 212,5 cm
D: 0,5 cm
F:0,25 mm
CASO 2
s: 0,08 mm
m: 1
λ: 6,7x1(-5)
d: 88,5 cm
D: 0,2215 cm
F:0,25 mm
F: 6,7x10(-5)x212,5/0,5= 0,28 mm
F: 6,7x10(-5)x88,5/0,2215= 26x10(-2) mm
CASO 3
s: 0,04 mm
m: 1
λ: 6,7x1(-5)
d: 88,5 cm
D: 0,28 cm
F:0,25 mm
F: 6,7x10(-5)x88,5/0,28= 0,28 mm