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Fenomeni luminosi
Cosa sono i fenomeni luminosi? Cosa sono i colori? Che rapporto c'è tra luce e colori?
Appunti
I colori che costituiscono lo spettro dei colori si possono vedere in natura nell’arcobaleno oppure in laboratorio inviando un sottile fascio di luce bianca su un prisma triangolare di vetro.
Per capire l’origine dei colori bisogna usare il modello ondulatorio, secondo il quale la luce è un’onda elettromagnetica prodotta da cariche elettriche che oscillano.
Ciascun colore corrisponde a una particolare frequenza quindi a una particolare lunghezza d’onda.
Se vediamo un oggetto verde, come ad esempio una foglia, è perché diffonde il verde e assorbe tutti gli altri colori.
Contenuti di questa lezione su: Fenomeni luminosi
L’azione del prisma triangolare
Per comprendere come si compone la luce possiamo utilizzare un prisma triangolare in vetro.
Inviamo sul prisma un sottile fascio di luce bianca, e raccogliamo su uno schermo la luce che esce dal prisma.
Sullo schermo apparirà una striscia luminosa formata dai diversi colori dell’arcobaleno:
rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto.
Questo accade perché quando la luce bianca attraversa un prisma di vetro si decompone in uno spettro con tutti i colori dell’arcobaleno per il fenomeno della dispersione.
La dispersione della luce consiste nella scomposizione della luce bianca in una sequenza di colori, chiamata spettro luminoso o spettro dei colori.
La luce bianca è la sovrapposizione dei diversi colori dello spettro.
Le onde a maggiore lunghezza d’onda e minore frequenza vengono riconosciute come rosse dai nostri occhi e dal cervello, mentre quelle a minor lunghezza d’onda e maggiore frequenza vengono riconosciute come violette.
L’arcobaleno
L’arcobaleno è un fenomeno dovuto alla rifrazione e alla riflessione della luce bianca del Sole nelle gocce di pioggia che restano sospese nell’aria dopo un temporale.
Come nel prisma triangolare di vetro anche nell’arcobaleno possiamo vedere come un fascio di luce bianca si scompone nei sette colori rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto.
Il raggio di luce solare entra in una goccia di pioggia e viene rifratto quindi esce dalla goccia cambiando nuovamente direzione proprio come avviene nel prisma.
Ogni colore subisce una deviazione diversa quindi viene deviato in modo diverso.
Foto di PublicDomainPictures da PixabayIl miraggio
L’indice di rifrazione della luce in aria è minore negli strati d’aria più caldi e maggiore negli strati d’aria più freddi.
Per questo si possono formare due fenomeni ottici che sono il miraggio e la fata Morgana.
Il miraggio (o miraggio INFERIORE) avviene in zone molto calde e in giornate molto afose quando la superficie terrestre si surriscalda. Gli strati di aria a contatto con la terra calda diventano più caldi e meno densi degli strati superiori.
In questo caso un raggio luminoso che si propaga in questi strati di aria bassi e caldi viene deviato fino a quando si riflette totalmente.
Un osservatore che guarda un oggetto in lontananza riceve due raggi, uno diretto e uno rifratto.
Ecco allora che l’oggetto appare capovolto e specchiato in una pozza d’acqua (che in realtà è l’immagine del cielo).
Un esempio di miraggio è l’oasi nel deserto.
La fata Morgana
L’indice di rifrazione della luce in aria è minore negli strati d’aria più caldi e maggiore negli strati d’aria più freddi.
Per questo si possono formare due fenomeni ottici che sono il miraggio e la fata Morgana.
La fata Morgana (o miraggio SUPERIORE) avviene in zone superficiali fredde come grandi distese di acqua fredda o ghiacciata in cui l’aria si raffredda velocemente.
Salendo negli strati più alti l’aria si scalda e l’indice di rifrazione diminuisce.
In questo caso all’osservatore arrivano ancora due raggi, uno diretto e uno rifratto, come nel miraggio, ma l’immagine stavolta appare in cielo.
Un esempio è l’apparizione di una nave in cielo che sembra volare.
Craig Clements, GFDL, via Wikimedia Commons
