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La luce nella fisica classica: le onde elettromagnetiche
La luce nella meccanica quantistica: i fotoni
Esperimenti con i fotoni
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La luce nella fisica classica: le onde
elettromagnetiche
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La propagazione del campo
Animazione tratta da: http://www.deas.harvard.edu/~jones/ap216/applets/emWave/emWave.html
Autore: Fu-Kwun Hwang, Department of Physics, National Taiwan
Normal University, Taipei Taiwan
Caratteristica principale di questa animazione è quella
di mostrare come si propaga il campo elettromagnetico e quali siano
le principali grandezze che lo definiscono. Nel testo che spiega
l'animazione vengono fornite alcune nozioni fondamentali, prerequisiti
necessari per affrontare gli argomenti che vengono trattati nell'ipertesto.
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Il principio di sovrapposizione
Animazione tratta da: http://www.eserc.stonybrook.edu/ProjectJava/WaveInt/index.html
Autore: A. Richard Glenn, Center for High Pressure Research
SUNY Stony Brook, New York, USA
Una delle proprietà caratterizzanti le onde elettromagnetiche
è quella di poter sommare i loro effetti. In questa animazione
è possibile osservare il fenomeno con onde sinusoidali; nel
testo viene dato risalto ai due casi particolari di interferenza
costruttiva e distruttiva. Questo esperimento consente di comprendere
manifestazioni della natura della luce, quali la diffrazione e l'interferenza,
dal punto di vista ondulatorio.
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La diffrazione
Animazione tratta da: http://ww2.unime.it/dipart/i_fismed/wbt/ita/slitdiffr/slitdiffr_ita.htm
Autore: Sergey A. Kiselev e Tanya Yanovsky-Kiselev
La capacità di "aggirare gli ostacoli" è
una proprietà comune a tutti i fenomeni ondulatori. Nel caso
della luce l'esperimento che meglio consente di visualizzarne gli
effetti è quello della diffrazione da una fenditura. Come
viene mostrato nell'animazione, le caratteristiche della curva di
intensità di luce dipendono dalla scelta dei parametri, quali
le dimensioni della fenditura e la lunghezza d'onda della radiazione
incidente.
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L'interferenza
Animazione tratta da: http://members.tripod.com/~vsg/interfer.htm
Autore: Sergey G. Vtorov
Aumentare il numero di "ostacoli" attraverso i quali
la luce deve passare non significa semplicemente generalizzare le
proprietà della diffrazione. Questo esperimento sull'interferenza
vuole mostrare come si applica il principio di sovrapposizione nel
caso del passaggio della radiazione luminosa attraverso due fenditure.
È estremamente interessante confrontare le immagini che si
ottengono da questo esperimento e da quello sulla diffrazione.
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La polarizzazione
Animazione tratta da: http://home3.netcarrier.com/~chan/EM/PROGRAMS/POLARIZATION/
Autore: K. Chan Winston, University of Iowa, Iowa City, Iowa,
USA
La luce possiede una curiosa proprietà utilizzata in numerose
applicazioni tecnologiche e anche d'uso quotidiano (per esempio
gli occhiali da sole): la polarizzazione.
Questa animazione consente di vedere le diverse polarizzazioni e
di osservare come cambia il vettore di propagazione del campo elettrico.
È importante conoscere questa proprietà, poiché
è tra i fenomeni ondulatori che si manifestano solo nel caso
delle onde elettromagnetiche.
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La luce
nella meccanica quantistica: i fotoni
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Il corpo nero
Animazione tratta da: http://webphysics.davidson.edu/alumni/MiLee/java/bb_mjl.htm
Autori: Mike Lee e Wolfgang Christian, Department of Physics,
Davidson College,
Davidson, North Carolina, USA
Questo esperimento introduce alla visione quantistica della luce.
Dal punto di vista storico è stato il primo a essere risolto
portando a un radicale cambiamento nel modo di osservare i fenomeni
fisici. Nell'esperimento si può osservare la caratteristica
curva di emissione del corpo nero, mentre nel testo si introduce
la descrizione teorica di Max Planck che consentì di riprodurre
teoricamente la curva osservata sperimentalmente a diverse temperature.
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L'effetto fotoelettrico
Animazione tratta da: http://physics.berea.edu/~king/Teaching/ModPhys/QM/Photoelectric/Photoelectric.html
Autore: Kingshuk Majumdar, Department of Physics, Berea College,
Berea, Kentucky, USA
Nel 1905 Albert Einsten riprese l'ipotesti di Max Planck e riuscì
a spiegare in maniera tanto semplice quanto brillante tutte le principali
caratteristiche fisiche dell'effetto fotoelettrico. In questo esperimento
si cerca di osservare sperimentalmente tale effetto, simulando l'apparato
necessario per eseguire la stessa operazione in un laboratorio reale.
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L'effetto Compton
Animazione tratta da: http://www.cnde.iastate.edu/Default.htm
Autore: Heidi Long, Center for Nondestructive Evaluation,
Iowa State University, Iowa City, USA
L'animazione simula l'esperimento che convinse la comunità
scientifica circa la natura corpuscolare della luce: si possono
far urtare fotone ed elettrone, cambiando l'angolo di incidenza
e l'energia del fotone incidente. Viene inoltre visualizzato il
grafico corrispondente al rapporto dell'energia iniziale e finale
del fotone.
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Esperimenti
con i fotoni
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Interferenza con i fotoni
Animazioni tratte da: http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/twoslitsa.html
Autori: Physics 2000, University of Colorado, USA
A riprova che il dibattito sulla natura della luce è ancora
aperto, vengono proposti due esperimenti di interferenza con luce
laser e con elettroni attraverso una o due fenditure, dove viene
messo in risalto sia l'aspetto ondulatorio sia quello corpuscolare.
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Onde o particelle?
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