Concetti Chiave
- La rifrazione della luce avviene quando un raggio luminoso passa da un mezzo trasparente a un altro, causando una deviazione netta del suo percorso.
- I materiali possono essere classificati in trasparenti, traslucidi e opachi, in base alla loro capacità di far passare la luce e alla nitidezza della visione risultante.
- La luce appare bianca quando il sole è alto nel cielo, mentre al tramonto diventa rossa a causa dell'attraversamento di uno strato atmosferico più spesso.
- In fotometria, la potenza di emissione luminosa è espressa in lumen, mentre la brillantezza di una sorgente si misura in candela per metro quadrato (nit).
- Il miraggio si verifica quando la densità dell'aria varia a causa di temperature elevate, causando la riflessione dei raggi luminosi e la creazione di immagini fasulle.
Riflessione e rifrazione della luce
In molti casila luna viene banalmente riflessa in tutte le direzioni.
ex: Tapparelle – Persiane
Consideriamo un raggio luminoso che viaggia attraverso un mezzo trasparente, ad esempio l'aria. Se sul suo cammino incontra un nuovo mezzo trasparente, ad esempio acqua o vetro, nel passaggio dall'uno all'altro mezzo il raggio subisce una deviazione abbastanza netta. Si dice in tal caso che il raggio viene rifratto.
Comportamento della luce e trasparenza
Ammettiamo che ci sia una tappo di sughero sull’acqua : se provochiamo un onda di lambda grossa il tappo balla su e giù, se invece la lambda è piccola il tappo rappresenta un ostacolo e l’onda viene riflessa. Così accade per il cielo e la luce : quando il sole è alto nel cielo noi la vediamo bianca perché ci arriva tutta la luce, quando invece si è al tramonto la luce del sole deve attraversare uno strato di atmosfera maggiore e quindi il sole diventa rosso.
I corpi che si lasciano attraversare dalla luce se la visione è nitida, sono detti trasparenti, se sono attraversati ma non in modo nitido sono detti traslucidi, se invece non si lasciano attraversare sono detti opachi. La trasparenza dipende dallo spessore. Qualsiasi sostanza sottile riesce ad essere attraversata dalla luce. L’esperienza dimostra che la luce si propaga prevalentemente in linea retta, un lampione è un esempio di ciò : se la sorgente è puntiforme si nota subito la zona illuminata e quella in ombra.
Se la sorgente invece è estesa esistono zone in ombra e illuminate ma anche zone semi-illuminate dette in penombra. La lunghezza della zona in ombra è relazionabile alla lunghezza della sorgente.
Spettroscopia e fotometria
Se si studia la luce emessa dal punto in vista delle frequenze si fa della spettroscopia ( emissione a assorbimento in base al fatto che il corpo assorbe e emette luce ). Se si studia la luce dal punto di vista energetico si fa della fotometria ( che è una branca della radiometria, che si occupa di studiare ogni tipo di onde elettromagnetiche ).
In radiometria si usano le unità di misura dell’S.I.
Una sorgente di luce emette una certa energia di P emessa al secondo. Come in acustica, in fotometria ci sono grandezze espresse in unità diverse dell’ S.I.
La potenza di emissione viene definita in lumen e considerando la lunghezza d’onda minima ( 540 nm ) se una potenza di 1 Watt emette con lambda 540 nm essa emette con potenza di 600 lm ( lumen ).
Misurazione della brillantezza
La brillantezza di una sorgente si misura in candela / metri quadri ovvero anche detti nit ( nt ).
La brillantezza del sole è di 2x 10^ 9 nt , mentre quella della luce piena è di 3x10 ^ 3 nt.
L’occhio raggiunge il massimo di sopportazione a 10^8 nt.
Il miraggio : a causa di temperature elevate dell’aria nello strato terreno la densità dell’aria si abbassa e quindi i raggi arrivano al terreno e vengono riflessi dagli oggetti che incontrando strati di aria più densi creano delle immagini fasulle chiamate miraggi.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza tra riflessione e rifrazione della luce?
- Come influisce l'atmosfera sulla percezione del colore del sole?
- Cosa distingue i materiali trasparenti, traslucidi e opachi?
- Qual è la differenza tra spettroscopia e fotometria?
- Come si misura la brillantezza di una sorgente luminosa?
La riflessione avviene quando la luce rimbalza su una superficie, mentre la rifrazione si verifica quando un raggio luminoso passa da un mezzo trasparente a un altro, subendo una deviazione netta (come nel passaggio dall'aria all'acqua o al vetro).
Quando il sole è alto nel cielo, la luce appare bianca poiché attraversa meno atmosfera; al tramonto, la luce deve attraversare uno strato atmosferico maggiore, facendo apparire il sole rosso.
I materiali trasparenti lasciano passare la luce in modo nitido, i traslucidi la lasciano passare ma non in modo chiaro, mentre gli opachi non permettono il passaggio della luce (la trasparenza dipende dallo spessore).
La spettroscopia studia la luce in base alle frequenze di emissione e assorbimento, mentre la fotometria si concentra sull'energia della luce, rientrando nella più ampia disciplina della radiometria.
La brillantezza si misura in candela per metro quadrato (nit), con valori come 2x10^9 nt per il sole e 3x10^3 nt per la luce piena; l'occhio umano tollera fino a 10^8 nt.
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