descrizione della luce

1. Liceo Scientifico “C. D’Ascanio”
Luisana Guillen Araujo, 5C
La Luce
Il termine luce è riferito alla porzione dello spettro elettromagnetico visibile dall'occhio
umano, compresa tra 380 nm (avvicinandosi agli ultravioletti) e 750 nm (avvicinandosi
agli infrarossi) di lunghezza d'onda, ossia tra 790 e 434 THz di frequenza. Questo
intervallo coincide con il centro della regione spettrale della luce emessa dal Sole che
riesce ad arrivare al suolo attraverso l'atmosfera. La presenza contemporanea di tutte
le lunghezze d'onda visibili, in quantità proporzionali a quelle della luce solare, forma
la luce bianca.
I corpi che emettono la luce sono chiamati corpi luminosi o sorgenti di luce, come le
lampadine o il fuoco. I raggi (fasci di luce molto sottili) che essi emettono colpiscono
gli altri oggetti, cioè i corpi illuminati, sono diffusi in tutte le direzioni ed entrano, infine,
nei nostri occhi. Questo è il meccanismo che ci permette di vedere.
Infine, nel vuoto la luce si muove con velocità c = 2,99792458 ⋅ 108
m/s. Questa
velocità è la massima possibile ed è sempre la stessa in tutti i sistemi di riferimento.
Tuttavia, nei mezzi trasparenti (come l’aria, l’acqua e il vetro) la velocità della luce è
minore che nel vuoto. Il rapporto tra la velocità c della luce nel vuoto e la velocità v nel
mezzo trasparente si chiama indice di rifrazione assoluto del mezzo, Dove n = 1 nel
vuoto e n > 1 nella materia: 𝑛 =
𝑐
𝑣
.
Ma, che cos’è di preciso la luce? A partire dal 1600 sono state date due risposte
diverse a questa domanda, da cui si sono sviluppati due modelli rivali: il modello
corpuscolare, proposto da Isaac Newton, e il modello ondulatorio, sostenuto da
Christiaan Huygens.

2. Teoria corpuscolare Teoria ondulatoria
Formulata da Isaac Newton nel XVII
secolo, la sua teoria si fondava sulle
seguenti affermazioni:
• La luce è composta da piccolissime
particelle di materia emesse da sostanze
luminose in tutte le direzioni.
• Tali particelle vengono liberate dai
corpi luminosi e si propagano in linea
retta (in un mezzo omogeneo).
• La riflessione è spiegata tramite il
rimbalzo delle particelle nel momento
dell’urto con una superficie.
• La rifrazione è dovuta alle forze che le
molecole di una sostanza esercitano
sulle particelle di luce deviandone la
direzione.
• La luce è più veloce nei corpi rispetto
al vuoto.
• Luci di colori diversi vengono rifratte
con angoli differenti.
• Le particelle hanno diversa massa: – i
corpuscoli più grossi provocano la
sensazione del rosso; – i corpuscoli più
piccoli danno la sensazione del violetto
• Newton riuscì a spiegare: la riflessione,
le differenze di colore e la propagazione
della luce dal Sole alla Terra.
Formulata da Christian Huygens nel
1678, la luce veniva vista come un'onda
che si propaga in un mezzo, chiamato
etere, in maniera del tutto simile alle
onde del mare o a quelle acustiche. Al
contrario della teoria corpuscolare,
quella ondulatoria prevede che la luce si
propaghi più lentamente all'interno di un
mezzo che non sia l’etere.
Grazie a questa teoria si riuscì a
spiegare il fenomeno dell’interferenza,
della diffrazione e della polarizzazione.

3. Successivamente lo scienziato James Clerk Maxwell propose la Teoria
elettromagnetica classica alla fine del XIX secolo. Questa teoria sostiene che le
onde luminose sono elettromagnetiche, cioè, onde composte da campi magnetici e
campi elettrici variabili che si propagano nello spazio con un moto ondulatorio. La luce
visibile è solo una piccola parte dello spettro elettromagnetico. Con la formulazione
delle equazioni di Maxwell vennero completamente unificati i fenomeni elettrici,
magnetici ed ottici. Per Maxwell, tuttavia, era ancora necessario un mezzo di
diffusione dell'onda elettromagnetica, ossia l'etere. Solo più tardi si negò l'etere:
Einstein dimostrò che i fenomeni elettromagnetici non avevano bisogno di alcun
mezzo per propagarsi.