LA LUCE
 Perché vediamo gli oggetti
 Che cos’è la luce
 La propagazione della luce
 La riflessione
 La rifrazione
Perché vediamo gli oggetti?
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.
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)
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)
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 = 300 000 km/s
La luce proveniente dal sole impiega circa 8
minuti per arrivare a noi.
Sole
150 milioni di km = 8 minuti-luce
Terra
La propagazione della luce: le ombre
La luce si propaga in linea retta
oggetto opaco
Sorgente
puntiforme
ombra
cono d’ombra
C
Sorgente
estesa
penombra
ombra
La propagazione della luce: le ombre
La luce si propaga in linea retta
C
penombra
Sorgente
estesa
ombra
eclisse parziale
SOLE
eclisse totale
LUNA
TERRA
Le proprietà della luce
Cosa succede quando la luce colpisce un oggetto?
… può essere riflessa …
… trasmessa …
… assorbita e poi riemessa …
Le leggi della riflessione
DIFFUSIONE
raggio
incidente
i r1 raggio
riflesso
i=r1
Superficie riflettente liscia (specchio)
Superficie ruvida
1a legge: il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale (=
perpendicolare) alla superficie riflettente giacciono nello stesso piano
2a legge: l’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione
i=r1
Riflessione su uno specchio piano
oggetto
Riflessione su uno specchio piano
P
C
oggetto
Riflessione su uno specchio piano
P
C
oggetto
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
Riflessione su uno specchio concavo
oggetto
Riflessione su uno specchio concavo
P
C
oggetto
Riflessione su uno specchio concavo
P
C
oggetto
Riflessione su uno specchio concavo
P
C
oggetto
Riflessione su uno specchio concavo
L’immagine è REALE, rimpicciolita e CAPOVOLTA
P
C’
P’
C
oggetto
immagine
Riflessione su uno specchio convesso
oggetto
Riflessione su uno specchio convesso
P
C
oggetto
Riflessione su uno specchio convesso
P
C
oggetto
Riflessione su uno specchio convesso
L’immagine è VIRTUALE, rimpicciolita e DRITTA
P
P’
C’
C
oggetto
immagine
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
raggio
rifratto
i
Aria
raggio
r2 rifratto
Acqua
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.
r2
Aria
i
raggio
incidente
Acqua
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.
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.
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.
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
Lenti convergenti e divergenti
Lenti convergenti
Immagine capovolta e rimpicciolita
Immagine capovolta e ingrandita
Lenti divergenti
Immagine diritta e rimpicciolita
Applicazioni delle lenti
macchine
fotografiche
binocoli e
cannocchiali
microscopi e
lenti di
ingrandimento
occhiali da
vista
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.
LA LUCE VISIBILE
L’occhio umano è sensibile solo ad una piccola parte
dello spettro elettromagnetico: la luce VISIBILE
COLORE
violetto
azzurro
verde
giallo
arancione
rosso
LUNGHEZZA
D’ONDA (nm)
380-430
430-470
470-520
520-590
590-610
610-750
Ciascun colore corrisponde ad una radiazione
elettromagnetica di diversa lunghezza d’onda.
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
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