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Se facciamo passare un raggio di luce monocromatica attraverso una fendi-
tura molto sottile (di dimensioni paragonabili al valore della lunghezza d’on-
da) e raccogliamo la luce su uno schermo nero posizionato dietro alla fendi-
tura stessa, non vedremo una sola banda luminosa, ma una
figura di diffra-
zione
, ossia una serie di bande parallele alternativamente luminose o buie. La
banda più luminosa è in corrispondenza della fenditura, ma le altre si esten-
dono anche sui due lati, come se la luce potesse superare l’ostacolo della pa-
rete intorno alla fenditura. Si tratta di un fenomeno spiegabile solo come ri-
sultato di una sovrapposizione, o
interferenza
, tra onde. Se ad attraversare la
fenditura fossero dei corpuscoli materiali, questi si addenserebbero unicamen-
te al centro dello schermo retrostante. Le onde luminose, attraversata la fen-
ditura, diffondono invece in tutte le direzioni, raggiungendo punti anche lon-
tani dello schermo.
Quando due onde si incontrano in uno stesso punto dello schermo dopo
aver effettuato percorsi differenti, si possono sovrapporre in due modi diver-
si: se nel punto di incontro sono in concordanza di fase (entrambe al massi-
mo o al minimo dell’oscillazione) si ha un’interferenza costruttiva e l’intensità
luminosa si potenzia; se, viceversa, le due onde si incontrano in discordanza
di fase (una al massimo, l’altra al minimo dell’oscillazione), la luce scompare
e l’interferenza è detta distruttiva.
Lo stesso fenomeno si verifica facendo passare i raggi luminosi attraverso
un foro sufficientemente piccolo: si ottengono sullo schermo anelli concen-
trici alternativamente illuminati e scuri. Nel caso dei raggi X è possibile otte-
nere diffrazione attraverso un reticolo cristallino (gli spazi tra gli atomi sono
equivalenti a minuscoli fori).
Gli spettri atomici: l’impronta digitale degli atomi
Chi non ha mai osservato un arcobaleno? Questo affascinante fenomeno trae
origine dal fatto che la luce solare (policromatica) si suddivide in fasci di lu-
ce monocromatici passando attraverso delle goccioline d’acqua.
Qualcosa di simile fanno gli
spettroscopi
: sono strumenti costituiti essen-
zialmente da una fenditura e da un prisma di vetro trasparente, che permet-
tono di analizzare la luce policromatica scomponendola nelle sue diverse ra-
diazioni componenti in base al fenomeno della rifrazione.
figura 19
Un effetto della rifrazione: le
componenti dello spettro della
luce visibile si separano quando un
raggio luminoso attraversa un
prisma di vetro.
tico in essa contenuto devia di un angolo diverso, separandosi dagli altri e
formando un ventaglio di colori (
figura 19
).
La rifrazione è un fenomeno che riguarda tutti i tipi di onde: il fatto che la
luce compia rifrazione dimostra la natura ondulatoria della luce stessa.
Un’ulteriore prova della validità della teoria ondulatoria è la
diffrazione
,
illustrata in
figura 20
.
figura 20
Diffrazione della luce.