Concetti Chiave
- La legge di Rydberg e Balmer calcola la frequenza dei colori usando un CD accanto a una lampada, basandosi su misurazioni.
- Einstein e Planck sostengono che la luce ha sia proprietà ondulatorie che corpuscolari.
- Maxwell ha descritto la luce come un'onda elettromagnetica derivante dall'oscillazione di cariche elettriche.
- La relazione tra velocità, frequenza e lunghezza d'onda della luce è espressa dalla formula C=νλ, indicando che sono inversamente proporzionali.
- Diffrazione e interferenza dimostrano la natura ondulatoria della luce, creando frange di interferenza chiare e scure.
La legge di Rydbelg e Balmer calcola la frequenza dei colori che si formano mettendo un cd a fianco a una lampada, questa formula è stata ricavata misurando.
Le ipotesi sulla natura della luce fanno riferimento a due modelli: quel ondulatorio è quello corpuscolare. Einstein e Planck affermano che la luce presenta tanto l'aspetto ondulatorio che è l'aspetto corpuscolare. Maxwell nella seconda metà del 1800 afferma che la luce è un particolare tipo di onda elettromagnetica che nasce da una rapidissima oscillazione di cariche elettriche. Dalla fisica è noto che una corrente elettrica oscillante mette sempre in modo un onda magnetica. La luce è un particolare tipo di onda elettromagnetica; l'insieme delle onde elettromagnetiche costituisce lo spettro elettromagnetico. A ogni colore della luce corrisponde una ben determinata frequenza; l'insieme di tutte le radiazioni visibili appare ai nostri occhi come luce bianca; la lunghezza d'onda è la distanza dopo la quale un'onda si riproduce uguale a se stessa. Le caratteristiche che distinguono un'onda dall'altra sono la frequenza (ni) e la lunghezza (lambda). Ciò che le accomuna e la velocità c con cui viaggiamo nel vuoto.
La relazione che lega le tre grandezze è: C=νλ
Poiché la velocità c è costante, λe νsono grandezze inversamente proporzionali: a grandi frequenze corrispondono piccole lunghezze d'onda e viceversa a piccole frequenze corrispondono grandi lunghezze d'onda.
La diffrazione e l'interferenza sono le prove più evidenti della natura ondulatoria della luce.
Diffrazione:
Quando un fascio di luce giunge su una fenditura, il fascio non si propaga più in linea retta, ma dopo la fenditura si allarga formando zone chiare e scure alternate, dette frange di interferenza. Le frange chiare sono dovute all'interferenza positiva prodotta da più onde in fase tra loro: esse si rinforzano a vicenda e aumenta quindi la luminosità. Le zone scure sono dovute all'interferenza negativa prodotta da onde in opposizione di fase: le loro ampiezze si annullano e scompare di conseguenza la luminosità.
Domande da interrogazione
- Qual è la relazione tra frequenza e lunghezza d'onda nella luce?
- Quali sono le prove della natura ondulatoria della luce?
- Come si formano le frange di interferenza nella diffrazione della luce?
La relazione tra frequenza (ν) e lunghezza d'onda (λ) nella luce è inversamente proporzionale, come descritto dalla formula C=νλ, dove C è la velocità costante della luce nel vuoto.
Le prove più evidenti della natura ondulatoria della luce sono la diffrazione e l'interferenza, fenomeni che dimostrano come la luce si comporti come un'onda.
Le frange di interferenza si formano quando un fascio di luce passa attraverso una fenditura, creando zone chiare e scure alternate. Le frange chiare derivano dall'interferenza positiva di onde in fase, mentre le zone scure sono causate dall'interferenza negativa di onde in opposizione di fase.