LUCE. Si ha diffrazione quando la luce non si propaga in linea retta e invade quella che dovrebbe...

LUCELUCE

Si ha diffrazione quando la luce non si propaga in linea retta e invade quella che dovrebbe essere una zona d’ombra.

La diffrazione è un fenomeno tipico delle onde, che non si spiega con il modello corpuscolare della luce.

Infatti, questo modello prevede che i corpuscoli di luce si propaghino sempre in linea retta.

cannucce

Riflessione: si verifica quando la luce incontra una superficie lucida, per esempio uno specchio. Il raggio che proviene dall'oggetto, (chiamato raggio incidente), e il raggio che ritorna dalla superficie lucida (chiamato raggio riflesso), formano angoli uguali con la superficie riflettente.

Rifrazione: È un fenomeno

dovuto alla diversa velocità della luce in

mezzi diversi

Quando una radiazione elettromagnetica attraversa la materia vi è sempre una

interazione; la natura di questa interazione può variare da un caso all’altro.

La radiazione trasmessa può:

•assumere diverse direzioni di propagazione (riflessione,

rifrazione)•vibrare su un piano diverso (polarizzazione), •viaggiare con velocità minore, •essere meno intensa di quella incidente (assorbimento).

Luce-MateriaLuce-Materia

Che cosa è la radiazione elettromagnetica?

una forma di energia che si propaga attraverso lo spazio ad altissima velocità.

Modello classico ad onda sinusoidale

La radiazione elettromagnetica è composta da onde elettromagnetiche,

consistenti, cioè, nell'oscillazione concertata di un campo elettrico e di un campo magnetico. Queste onde si propagano in direzione ortogonale a

quella di oscillazione

Radiazione ElettromagneticaRadiazione Elettromagnetica

Le onde elettromagnetiche sono definite da alcuni parametri quali:

lunghezza ampiezza

frequenza velocità di propagazione

energiaintensità


Proprietà delle onde

= lunghezza d’onda


p 10-12 pico

n 10-9 nano

μ 10-6 micro

m 10-3 milli

c 10-2 centi

Nel SI l’unita’ di misura e’ il metro (m).

Per lunghezze d’onda corte si usano i prefissi:

Si usa anche l’Angström (Å)

che corrisponde a 10-10 m.




Nel SI l’unita’ di misura e’ l’Hertz (Hz, ha le dimensioni di s-1). Corrisponde al numero di cicli al secondo.

Si usano i prefissi: M 106 mega

G 109 giga

T 1012 tera

P 1015 peta

E 1018 exa


= frequenza


c==2,9979*108 m/s


c=velocità


E=hh=6,62618*10-34 J s

Costante di Planck


E=energia

Intensità

(legata all’ ampiezza dell’onda)

Joule su metri quadrati al secondo (J/(m2·s)).

la quantità di energia trasportata per unità di tempo e di superficie ortogonale alla

direzione di propagazione.


LA NATURA CORPUSCOLARE DELLA LUCE

Emerse quindi un nuovo modello del campo elettromagnetico,

descritto dalla MECCANICA QUANTISTICA:

la luce, accanto alle proprietà ondulatorie classiche, in determinate condizioni, manifesta

anche proprietà corpuscolari.

Questi "quanti di luce" di cui è composta la radiazione

elettromagnetica sono detti fotoni

LA NATURA CORPUSCOLARE DELLA LUCE

Modello corpuscolarela radiazione è descritta come un

flusso di particelle discrete, o pacchetti d’onde, chiamati fotoni. Da una parte, i

fotoni hanno caratteristiche simili a quella di un onda (es. hanno una frequenza e danno fenomeni di

interferenza), dall’altra hanno proprietà simili a quella di una particella.L’energia di un fotone è proporzionale alla

frequenza della radiazione elettromagnetica a

cui appartiene:

E=h

Che cosa è la radiazione elettromagnetica?

una forma di energia che si propaga attraverso lo spazio ad altissima velocità.


http://study.com/academy/lesson/color- white-light-reflection-absorption.html

Origine del coloreLa percezione del colore ha origine dalla luce bianca che colpisce le superfici degli oggetti. Essi a loro volta hanno la proprietà di riflettere tutta o parte della luce che ricevono; più in particolare, la superficie di un oggetto trattiene alcune frequenze luminose e ne riflette altre

Una superficie che ai nostri occhi appare di colore giallo assorbe le radiazioni corrispondenti al colore blu, riflettendo quelle che formano il colore giallo(rosso + verde)

Una superficie che ai nostri occhi appare di colore bianco riflette tutte le radiazioni (rosso, verde e blu)

Una superficie che ai nostri occhi appare di colore nero assorbe tutte le radiazioni colorate.

http://www.rsc.org/learn-chemistry/collections/spectroscopy

Percezione del coloreIl colore è la percezione visiva generata dai segnali nervosi che i

fotorecettori della retina inviano al cervello quando assorbono le rem di determinate lunghezze d’onda ed intensità nel cosiddetto spettro visibile o luce

Nelle piante la colorazione dipende dalla presenza di pigmenti prodotti dagli stessi organismi. Un pigmento è una qualsiasi sostanza che assorbe luce.

I colori blu, viola, rosso porpora, rosso scuro e scarlatto di alcune cellule vegetali sono dovuti alle antocianine, le quali, a differenza della maggior parte degli altri pigmenti vegetali, sono solubili in acqua e disciolte , dunque, nel succo vacuolare. Le antocianine danno il colore rosso e blu a molti ortaggi (ravanello,rapa e cavolo), ai frutti (come uva, ciliegie) e molti fiori (come geranio, fiordaliso, rosa e peonia).

Saggio alla fiamma

Atomi di Litio (Li) = rosso cupoAtomi di Sodio (Na) = arancione intensoAtomi di Potassio (K) = lillaAtomi di Calcio (Ca) = arancione e sprazzo rossoAtomi di Stronzio (Sr) = rosso vivoAtomi di Bario (Ba) = verde chiaroAtomi di Boro (B) = verde intensoAtomi di Rame (Cu) = azzurro-verde a sprazzi

Saggio alla fiamma

MATERIALI: Un filo di nichel cromo (Ni-Cr) lungo circa 10-15 cm, una provetta, HCl, un bunsen, un portaprovette, un contagocce, una tavolozza di ceramica per le sostanze, Sali di diversi elementi: cloruro di sodio, solfato di rame, cloruro di potassio o altro sale di potassio, cloruro di calcio ecc.

METODO:Prendere un filo di Ni-Cr lungo circa 10-15 cm. Mettere il filo in una provetta con HCl e passarlo sulla fiamma. Ripetere quest'operazione fino a quando il filo non la colora più (è pulito).Bagnare il filo con HCl e far aderire sulla punta qualche cristallo di sostanza. Passare il filo sulla fiamma e osservare il colore, sia normalmente, sia con un vetro al cobalto (per vedere il K). Prima di analizzare un'altra sostanza pulire bene il filo con passaggi successivi acido-fiamma.

L’interazione tra energia radiante e materia

segue differenti meccanismi a seconda della

radiazione impiegata

il passaggio di un atomo o molecola da uno

stato energetico ad un altro.

Quantizzazione di Energia

Assorbimento ed emissione di radiazione elettromagnetica da parte

di un atomo

Quantizzazione di Energia

Rotazione

Vibrazione

in virtù’ della rotazione intorno al suo centro di massa

per gli spostamenti periodici degli atomi dalla loro posizione di equilibrio

Elettronicapoiché gli elettroni intorno all’atomo o

quelli di legame sono in continuo movimento.

L’energia interna delle molecole è quantizzata (sono permessi solo valori finiti) e l’energia di ogni molecola poliatomica deriva da diversi contributi :

Etot = Etras + Erot + Evib +Eele+ Eelv + En

•Etras = Energia traslazionale dovuta al movimento dovuta al movimento traslazionale della molecola della molecola

•Erot = Energia rotazionale dovuta al movimento di rotazione della molecola

•Evib = Energia vibrazionale dovuta alle vibrazioni cui sono soggetti gli atomi della molecola

•Eele = Energia dovuta agli elettroni di non legame (interni)

•Eelv = Energia dovuta agli elettroni di valenza

•En = Energia nucleare legata all’energia delle particelle che compongono il nucleo

Quantizzazione di EnergiaQuantizzazione di Energia

Livello elettronico fondamentale

Primo livello elettronico eccitato

E1

E2 Livelli vibrazionali

Livelli rotazionaliE3

E1 >E2 >E3

Quantizzazione di EnergiaQuantizzazione di Energia

Livello elettronico fondamentale


Eccitazioneassorbimento

Eccitazione e RilassamentoEccitazione e Rilassamento

e-

e-


Rilassamentoemissione

Eccitazione e RilassamentoEccitazione e Rilassamento

Rilassamento non radioattivo:

l’energia viene trasferita mediante piccole collisioni alle molecole circondanti, ma senza emissione di fotoni. C’è un piccolo aumento di temperatura nel mezzo.

Rilassamento radioattivo (EMISSIONE):

l’energia viene trasferita mediante emissione di fotoni.

Si può raggiungere uno stato intermedio di decadimento termico e riemissione di una radiazione con frequenza minore della radiazione che provoca l’eccitazione, si parla in questo caso di fluorescenza e di fosforescenza.

In alcuni casi, l’energia elettromagnetica assorbita è rilassata interamente in forma di radiazione con frequenza diversa, si ha allora la diffusione per effetto Raman.

Spettroscopia di assorbimento studia l’assorbimento di radiazione elettromagnetica da parte

di atomi e molecule.

SpettroscopiaSpettroscopia

Spettroscopia di emissione studia l’emissione di radiazione

elettromagnetica da parte di atomi e molecole.


Tanto la spettroscopia di emissione quanto quella di assorbimento

forniscono identica informazione circa gli intervalli che separano i livelli energetici; la scelta di una

tecnica rispetto ad un’altra poggia su considerazione di ordine pratico.


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