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La luce visibile, ossia quella percepita dall’occhio umano, è solo una pic-
cola parte dello
spettro elettromagnetico
, cioè dell’insieme delle radiazioni
elettromagnetiche esistenti nell’universo, che si differenziano tra loro per fre-
quenza e lunghezza d’onda (
figura 17
).
Nello spettro elettromagnetico possono essere distinte le
onde radio
, le
microonde
, gli
infrarossi
, la
luce visibile
(a sua volta scomponibile nei va-
ri colori fondamentali), gli
ultravioletti
, i
raggi X
e i
raggi
γ
.
figura 17
Lo spettro elettromagnetico.
raggi gamma
raggi X
raggi infrarossi
raggi ultravioletti
onde radio
microonde
10
24
10
22
10
20
10
18
10
16
10
14
10
12
10
10
10
8
10
6
10
4
10
−
16
10
−
14
10
−
12
10
−
10
10
−
8
10
−
4
10
−
2
10
0
10
2
10
4
10
−
6
luce visibile
frequenza (Hz)
lunghezza d’onda (m)
lunghezza d’onda (nm)
400
450
500
550
600
650
700
750
Di che colore è quell’onda?
RISOLVIAMO INSIEME 1
Calcoliamo la lunghezza d’onda di un radiazione elet-
tromagnetica avente una frequenza di 4,80
⋅
10
14
Hz. Di
quale settore dello spettro elettromagnetico fa parte?
f
=
4,80
⋅
10
14
Hz
λ =
?
Soluzione
Dalla relazione
λ
f
=
c
ricaviamo:
λ =
6,25
⋅
10
−
7
m
c
f
z
= ⋅
⋅
=
3 00 10
4 80 10
8
14
,
,
m/s
H
Dati e incognite
Riflettiamo sul risultato
Dalla figura 17 notiamo che il valore calcolato
λ =
6,25
⋅
10
–7
m
=
625 nm
appartiene al settore visibile dello spettro, precisa-
mente al colore arancione.
Prosegui tu
Calcola la frequenza di una radiazione la cui lun-
ghezza d’onda è di 400 nm.
[
7,50 · 10
14
Hz
]
Le prove della teoria ondulatoria: rifrazione e diffrazione
Un cucchiaino immerso nell’acqua di un bicchiere, se osservato da una
certa angolazione, appare spezzato: è il fenomeno della
rifrazione
. Un
raggio di luce monocromatica (di una sola lunghezza d’onda), quando
passa da un materiale trasparente a un altro di densità diversa, per esem-
pio da aria ad acqua, subisce infatti una deviazione (
figura 18
): l’angolo di
rifrazione, ossia l’angolo con cui la luce procede nel mezzo trasparente, è
diverso dall’angolo di incidenza, ossia l’angolo con cui la luce è entrata
nel mezzo.
L’angolo di rifrazione dipende sia dal materiale attraversato sia dalla lun-
ghezza d’onda del raggio luminoso. Se la luce incidente è policromatica (un
insieme di radiazioni di diverse lunghezze d’onda), ogni raggio monocroma-
figura 18
Nel passaggio da un materiale
trasparente a un altro, la direzione
di un raggio luminoso si modifica.
aria
acqua
angolo
di incidenza
angolo
di rifrazione