dispersione della luce qual è il legame tra luce bianca e luce colorata?
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Dispersione della luce
Qual è il legame tra luce bianca e luce colorata?
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Che cos’è un prisma?
• Un prisma ottico è un solido di materiale omogeneo trasparente alla radiazione visibile che permette la dispersione della luce nelle sue componenti cromatiche in relazione alla lunghezza d’onda
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Dispersione della luce• Le sorgenti di luce,
compreso il Sole, sono policromatiche
• A ogni radiazione monocromatica corrisponde un particolare indice di rifrazione
• Un raggio di luce incidente un prisma viene disperso in più raggi di diverso colore
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Dispersione ottica
• La dispersione è un fenomeno che causa la separazione di un’onda in componenti spettrali con diverse lunghezze d’onda,da cui dipende la velocità dell’onda (dispersione cromatica):
1. Dispersione di materiale2. Dispersione di guida d’onda
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Dispersione di materiale
la risposta del materiale alle onde dipende dalla
frequenza
• Velocità di fase di un’onda in un mezzo uniforme:
dove è la velocità della luce nel vuoto ed è
l’indice di rifrazione del mezzo che è una funzione della frequenza o della lunghezza d’onda della luce
n
cv
c n
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Legge di Snell
L’angolo di rifrazione della luce in un prisma:
• dipende dall’indice di rifrazione del materiale di cui è composto il prisma
• varia in dipendenza della lunghezza d’onda
)()( 2211 sennsenn
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l’angolo con cui la luce viene rifratta varia con la lunghezza d’onda causando la dispersione angolare.
• Dispersione normale: indice di rifrazione decresce all’aumentare della lunghezza d’onda (materiali trasparenti)
• Dispersione anomala: indice cresce il crescere della lunghezza d’onda
)()()(1 blugiallorosso nnn
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)()( 2211 sennsenn
n
senarcsen
n
sensen 1
21
2
Le radiazioni con indice di rifrazione più alto vengono
inclinate maggiormente (arcobaleno)
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• Fu Newton che nel 1666 chiamò spettro l’insieme dei colori in cui si scompone la luce (spettro continuo)
• Applicazioni:1. Spettrometri2. Spettroradiometri 3. Spettroscopi4. Spettrografi
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Rifrazione della luce colorata
La radiazione viene rifratta in maniera diversa a seconda della sua lunghezza d’onda.
Quella con lunghezza d’onda maggiore (es. rosso) viene rifratta meno di quella di lunghezza d’onda maggiore (es. violetto)
vetroaria
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Dispersione della luce
La luce bianca non è altro che una mescolanza di tutti i colori
prismaschermo
Un prisma disperde la luce bianca nelle sue componenti colorate
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Perché gli oggetti appaiono colorati?
sorgente di luce
luce diffusa
Gli oggetti colorati contengono dei PIGMENTI che DIFFONDONO solo la luce di un particolare colore, assorbendo il resto
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Illuminazione e colori
I colori degli oggetti dipendono anche dalla luce che li illumina
Una luce rossa rende dello stesso colore tutti gli oggetti che illumina, tranne quelli neri.
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Come ottenere luce colorata con i filtri
rossoschermo
I filtri colorati sono oggetti semitrasparenti che contengono dei pigmenti colorati. Questi pigmenti assorbono gran parte della luce, e lasciano passare solo quella di un determinato colore
contiene dei PIGMENTI che assorbono tutta la radiazione tranne quella rossa
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•Arcobaleni Multipli•Come si osserva•Meccanismo FisicoCos’è?Cos’è?
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•Come si osserva
Non dubitare che la causa di questo fenomeno sia nel liquido (l'arcobaleno, infatti, non si forma se non quando è nuvoloso), ma ricerchiamo in che modo avvenga. Certi affermano che ci sono alcune gocce che lasciano passare i raggi del sole e altre troppo compatte per lasciar filtrare la luce: perciò, da quelle proviene il fulgore, da queste l'ombra, e così dall'intersecarsi delle due trae origine l'arcobaleno, nel quale la parte che lascia entrare il sole risplende, quella che non lo ha lasciato passare e ha proiettato la sua ombra sull'area vicino è piuttosto scura.
Seneca - Naturales QuaestionesLiber I, 3, 3-5,11,12,13
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Principio Fisico•Riflessione •Rifrazione
Aria
Acqua
θ θ
θ3
1 2
θ = θ 1 2
Legge Snell-Descartes
sin = sinnn
1
3
θ3 θ1
Legge della Riflessione
l’indice di rifrazionen è
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Lunghezza d’onda
l’indice di rifrazione Dispersione
• n ha un valore variabile in relazione al mezzo• n in uno stesso mezzo assume valori caratteristici per ogni
lunghezza d’onda della luce (dispersione)
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luce del sole
le goccioline di pioggiadisperdono la luce bianca nelle sue componenti colorate
i diversi colori vengono rimandati indietro a diversi angoli
Come si forma l’arcobaleno?
il rosso è il colore più deviato (circa 42°)
il violetto è il colore meno deviato (circa 40°)rispetto alla luce del sole
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L’arcobaleno è un’immagine del sole riflessa
nelle gocce d’acqua e scomposta nei varicolori per effetto della rifrazione
Conclusione:
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E il secondo arcobaleno?La solita goccia..
La luce rimasta per formare il secondo arcobaleno è molto tenue, per questo è difficile
scorgere arcobaleni multipli ad occhio nudo
Il nuovo arcobaleno si troverà tra i 50° e i 53° e avrà i colori disposti
nell’ordine inverso
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Perché il cielo è blu?
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Perché il cielo è blu?
Le particelleDIFFONDONO soprattutto la radiazione blu-violetta in tutte le direzioni, ed anche verso di noi
La luce del sole colpisce le particelle che si trovano nell’atmosfera
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Perché il sole al tramonto è rosso?
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Perché il sole al tramonto è rosso?
La diffusione della radiazione blu è molto intensa, e nella direzione dei raggi riesce a passare solo la luce rosso-arancio
Quando il sole è basso sull’orizzonte i suoi raggi devono attraversare uno spessore maggiore di atmosfera
atmosfera
sole al tramonto
cammino lungo
sole a mezzogiornocammino breve
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A multicoloured arc in sky: series of coloured arcs
(bands of light) that can be seen when the light
from a distant source—most commonly the Sun—
falls upon a collection of water drops
as in rain, spray, or fog.
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SUNLIGHT
RAIN DROPS
The rainbow is observed in the direction opposite to the Sun.
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The coloured rays of the rainbow are caused by the refraction and internal reflection of light rays that enter the raindrop
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The colours of the rainbow are conventionally said to be red, orange, yellow, green, blue, indigo, and violet.
Mr. Roy. G. Biv
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1 - When do you usually see a rainbow?2- Which shape has it got ?3- Can you see a rainbow at night?4- Have you ever seen a very big rainbow in the sky? What was there before its appearance? What was the weather like?5- Apart from big rainbows in the sky, where else can you see rainbows? When do you notice them?6- Where are you, when you see a rainbow? Which position are you in relation to the rainbow?
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FOCUS ON WORDS
Match the words with their Italian equivalents:1- Strip A Raggio2- Degrees B Lunghezza d’onda3- Droplets C Striscia4- Ray D Gradi5- Bend E Goccioline6- Wavelength F Indice7- Spread out G Propagarsi8- Index H Spettro9- Split up I Piegare10- Spectrum L Scindere, dividere
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FOCUS ON STRUCTURES
In scientific or technical language , we often use the passive form as the emphasis is usually on the action or what happens rather than who does itPASSIVE FORM
To be+ past participle. Light is reflected at the back of the dropThe sunlight is broken into a spectrumThe second bow is produced inside the droplets