Modello ondulatorio e corpuscolare a confronto

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Modello ondulatorio e corpuscolare a confronto

Studieremo insieme alcuni fenomeni tipici della luce: ombre, eclissi, riflessione, rifrazione, riflessione totale, diffusione.

Tale serie di fenomeni furono osservati e studiati in particolare nel XVII secolo da Newton e Huygens, che elaborarono due diverse ed interessanti teorie sulla natura della luce per giustificare il suo peculiare comportamento.

TEORIA CORPUSCOLARE O DI NEWTON: Newton sosteneva che la luce avesse una natura “materiale” o corpuscolare, che cioè fosse costituita da un flusso di particelle microscopiche emesse continuamente dalle sorgenti. Tale flusso si propaga in linea retta (e questo può giustificare ombre ed eclissi), rimbalza contro gli ostacoli (e questo giustifica il fenomeno della riflessione e della diffusione), può passare attraverso mezzi otticamente trasparenti, subendo nel fenomeno della rifrazione, deviazioni di tipo diverso in dipendenza da proprietà materiali quali la massa (Newton supponeva, in pratica, che i corpuscoli violetti fossero più pesanti di quelli rossi).
TEORIA ONDULATORIA O DI HUYGENS : Huygens aveva invece compreso il carattere ondulatorio della luce, assimilando il suo comportamento a quello, ad esempio, delle onde acustiche. La luce, come tutte le atre altre onde, si riflette e si rifrange, modificando la sua velocità nel passaggio attraverso due mezzi di densità ottica diversa.

I due modelli contrapposti potrebbero sembrare entrambi accettabili; per questo motivo furono oggetto di discussione per circa due secoli, fino a quando altri fenomeni osservati nell’800 come la diffrazione e l’interferenza (Young), costituirono delle ulteriori prove per il modello ondulatorio, in quanto non sono assolutamente giustificabili utilizzando la teoria corpuscolare.

I fisici scoprirono poi la particolare natura della luce, che a differenza di onde come quelle acustiche non aveva bisogno di un mezzo per propagarsi; si pensò inizialmente, infatti, che lo spazio fosse riempito di una particolare sostanza, chiamata “etere”, che permettesse il passaggio delle onde luminose, ma gli studi successivi portarono ad affermare che la luce faceva parte dello spettro delle onde elettromagnetiche e quindi non aveva bisogno di un mezzo per propagarsi.

Ma nel 1905 Einstein, dopo aver studiato l’effetto fotoelettrico, elaborò una nuova e praticamente definitiva teoria secondo la quale la luce presenta una doppia natura, corpuscolare ed ondulatoria; in altri termini essa può essere considerata come un insieme di “fotoni”, corpuscoli privi da massa ma paragonabili a “pacchetti di energia”, e in dipendenza dai vari casi manifesta la sua natura corpuscolare o ondulatoria.

Nel nostro studio dei fenomeni luminosi supporremo che la luce si propaghi in modo rettilineo (come già detto senza bisogno di un mezzo), con una velocità di 300000 Km/s nel vuoto e con velocità inferiori nel mezzo.

Le prove della propagazione rettilinea della luce sono :

Formazione di ombre e penombre
Eclissi di luna ed eclissi di sole
Funzionamento della camera oscura.

Gli oggetti possono essere sorgenti primarie di luce (Sole), sorgenti secondarie ( Luna), semplici oggetti illuminati.

Se un corpo si lascia attraversare dai raggi luminosi si dice trasparente (acqua, vetro), se non si lascia attraversare si dice opaco (oggetto di ferro, di legno), se si lascia attraversare solo parzialmente traslucido ( sottilissimo foglio di carta, vetro smerigliato).

Fonte: http://www.liceoagnesi.gov.it/sites/default/files/luce2b2013.doc

Sito web da visitare: http://www.liceoagnesi.gov.it

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Modello ondulatorio e corpuscolare a confronto

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