Come misurare la lunghezza d'onda della luce

In questo articolo abbiamo deciso di parlare di un argomento alquanto legato alla fisica e non solo. Sará un modo per aiutare i nostri lettori che sono alle prese con questo genere di discorso, in maniera tale da poterlo approfondire meglio e nei minimi dettagli. Nello specifico cercheremo di imparare come poter misurare la lunghezza d'onda della luce. Iniziamo con lo specificare che in fisica, la lunghezza d'onda è la distanza tra due creste della sua forma d'onda, e viene comunemente indicata dalla lettera greca λ. L'occhio umano è sensibile solamente alle onde elettromagnetiche con lunghezze d'onda comprese tra 400 e 700 nm. Questo intervallo di lunghezze d'onda costituisce una porzione molto piccola dell'intero spettro delle onde elettromagnetiche. Per confronto, è possibile vedere che l'intervallo di sensibilità alla luce in molti animali è notevolmente diverso dal nostro. Per esempio, gli occhi delle api sono sensibili alle lunghezze d'onda nell'intervallo da 300 a 650 nm e sono quindi in grado di rilevare "colori" a noi sconosciuti. Ma ora vediamo come misurare la lunghezza d'onda della luce.

• banco ottico
• supporti
• laser
• fessura di larghezza nota
• carta millimetrata
• righello

Montare il dispositivo sperimentale: il banco ottico va montato come mostrato in figura. Porre sul banco di lavoro prima lo schermo, poi il supporto con la fessura da impiegare per l'esperimento di diffrazione, ed infine il laser. È possibile creare la fessura utilizzando due lamette da barba, in modo che la fessura sia di circa 0,12 cm. Per quanto riguarda il laser, si può usare un comune puntatore a luce rossa, mentre come schermo è sufficiente una piastra metallica facendo aderire su di essa un foglio di carta millimetrata con delle calamite o con lo scotch.

Tenendo premuto il pulsante del puntatore laser, si può osservare immediatamente sullo schermo la formazione di una figura di diffrazione, la quale è caratterizzata da minimi e massimi che si alternano in maniera simmetrica intorno ad un massimo centrale molto più intenso. Se non appare alcuna immagine, significa che è necessario orientare bene il raggio poiché esso non è diretto precisamente lungo la fenditura. L'immagine dimostra che la luce è composta da onde in quanto solo un fenomeno di natura ondulatoria può far sì che si formino le figure di diffrazione.

Procedere misurando la lunghezza d'onda della luce che il laser emette. La formula che consente di eseguire questo calcolo è: %u03BB =h · sen %u03B8, dove %u03BB rappresenta la lunghezza d'onda, h la larghezza della fenditura e %u03B8 l'angolo formato tra la congiungente fenditura-primo minimo e la congiungente fenditura-schermo perpendicolare a quest'ultimo. Siccome la misura di quest'angolo non è facile da calcolare, si può sostituire il seno di %u03B8 con l'approssimazione y/D, dove y è la distanza tra il centro della figura di diffrazione e il primo minimo; D è la distanza della fenditura dallo schermo. È possibile leggere y direttamente sulla carta millimetrata, mentre D si può misurare con l'asta graduata. Basterà veramente poco per riuscire ad imparare come poter calcolare la lunghezza d'onda della luce, senza rischiare d'incorrere in errori o sbagli, che finirebbero per compromettere il nostro studio e lavoro. Buona lettura.

• Saper calcolare la lunghezza d'onda della luce è qualcosa che servirà sempre anche non solo a scuola.

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