Concetti Chiave
- Quando la luce passa attraverso due fenditure, si crea un'interferenza che dipende dalla differenza di cammino delle onde luminose.
- L'effetto fotoelettrico dimostra la natura corpuscolare della luce, provocando l'espulsione di elettroni da una superficie metallica.
- La scoperta dell'effetto fotoelettrico da parte di Hertz evidenzia l'influenza della frequenza della radiazione sulla velocità degli elettroni emessi.
- Un aumento dell'intensità della radiazione aumenta il numero di elettroni emessi ma non la loro velocità; la frequenza è cruciale per questo.
- I fotoni, o quanti di energia luminosa, devono avere sufficiente energia per superare la forza attrattiva e liberare elettroni dal metallo.
Interferenza
Quando un fascio di luce giunge su due fenditure. Se traccia la perpendicolare ad AH, il percorso ad è uguale al percorso HP e BH rappresenta la differenza di cammino. Se BH è uguale a un per lambda le due onde arrivano tutte e due in cresta o in valle.
Non appena la luce interagisce con la materia emerge la sua natura corpuscolare. Proiettando un fascio di luce ultravioletta su una lastrina di zinco, possiamo provocare l'espulsione di elettroni dalla superficie del metallo. Questo fenomeno è detto effetto fotoelettrico ed è stato scoperto da Hertz. Egli misurò sia il numero di elettroni emessi in un secondo sia la velocità con cui uscivano dal metallo. Notò che se utilizzava una radiazione più intensa aumentava il numero di elettroni emessi ma non la loro velocità. Per incrementarla occorreva utilizzare una radiazione di frequenza maggiore cioè capace di oscillare più velocemente. Al di sotto di una frequenza minima poi l'effetto fotoelettrico non si manifestava nemmeno anche se la radiazione era particolarmente intensa; tale comportamento trova spiegazione pensando ciascun raggio di luce come un insieme di pacchetti di energia, tanto più numerosi quanto più intenso è il raggio e tanto più grandi quanto più alta è la frequenza del raggio. Affinché gli elettroni possono uscire dal metallo devono acquisire le energia necessaria a vincere la forza attrattiva che li lega al metallo stesso; se i pacchetti di energia che arrivano uno dopo l'altro sul metallo sono troppo deboli non si ha emissioni di elettroni. Se l'elettrone riceve un pacchetto di energia abbastanza grande ne utilizza una parte per allontanarsi dal metallo e la parte restante per acquisire velocità; a questi pacchetti di energia elettromagnetica si dà il nome di fotoni o di quanti di energia luminosa. La relazione che riassume questo comportamento è nota come relazione di Planck Einstein
Domande da interrogazione
- Che cosa rappresenta BH nel contesto dell'interferenza della luce?
- Qual è il fenomeno che si verifica quando la luce ultravioletta colpisce una lastrina di zinco?
- Come si può aumentare la velocità degli elettroni emessi nell'effetto fotoelettrico?
BH rappresenta la differenza di cammino tra le onde luminose che giungono su due fenditure, determinando se le onde arrivano in fase o in opposizione di fase.
Quando la luce ultravioletta colpisce una lastrina di zinco, si verifica l'effetto fotoelettrico, che provoca l'espulsione di elettroni dalla superficie del metallo.
Per aumentare la velocità degli elettroni emessi, è necessario utilizzare una radiazione di frequenza maggiore, poiché una frequenza più alta fornisce pacchetti di energia più grandi.
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