LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie Dott.ssa Francesca Menchini ENEA-Casaccia Gruppo Dispositivi Ottici

1. LEZIONI DI OTTICAper le scuole medieDott.ssa Francesca MenchiniENEA-CasacciaGruppo Dispositivi Ottici

2. UN MONDO A COLORI • La luce bianca: una mescolanza di tutti i colori • Perché gli oggetti appaiono colorati LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-1

3. UN’ ONDA cioè energia che si propaga fotoni TEORIA ONDULATORIA Che cos’è la luce? UN FLUSSO DI PARTICELLE MICROSCOPICHE emesse a ritmo continuo dalle sorgenti luminose TEORIA CORPUSCOLARE LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-2

4. lunghezza d’onda (λ) ampiezza Onde Un’onda è caratterizzata da una lunghezza d’onda e da un’ampiezza La radiazione elettromagnetica trasporta un’energia che aumenta al diminuire della sua lunghezza d’onda LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-3

5. ONDE RADIO  = 1km – 10cm trasmissioni radio-televisive MICROONDE  = 10cm – 1mm radar, telefono, forni IR - VISIBILE - UV  = 1mm – 10-9m calore, luce, reazioni chimiche RAGGI X – RAGGI GAMMA  = 10-8 – 10-12m radiografie Onde elettromagnetiche LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-4

6. Lo spettro elettromagnetico LUNGHEZZA D’ONDA (m) 1fm 1pm 1nm 1μm 1mm 1m 10-14 10-12 10-1010-8 10-6 10-4 10-2 1 102 INFRA- ROSSO MICRO- ONDE RAGGI GAMMA ONDE RADIO RAGGI X ULTRA- VIOLETTO ENERGIA VISIBILE LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-5

7. Colori e lunghezza d’onda L’occhio umano è sensibile solo ad una piccola parte dello spettro elettromagnetico: la luce VISIBILE Ciascun colore corrisponde ad una radiazione elettromagnetica di diversa lunghezza d’onda LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-6

8. L’occhio umano L’occhio, tramite la lente del cristallino, forma un’immagine degli oggetti sulla retina, da cui poi partono gli impulsi elettrici che arriveranno al cervello La retina è ricoperta di coni e bastoncelli. I CONI sono i responsabili della visione a colori LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-7

9. Luce colorata

10. Dispersione della luce Qual è il legame tra luce bianca e luce colorata? LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-8

11. Rifrazione della luce colorata La radiazione viene rifratta in maniera diversa a seconda della sua lunghezza d’onda. Quella con lunghezza d’onda maggiore (es. rosso) viene rifratta meno di quella di lunghezza d’onda maggiore (es. violetto) aria vetro LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-9

12. luce bianca Dispersione della luce Un prisma disperde la luce bianca nelle sue componenti colorate prisma schermo La luce bianca non è altro che una mescolanza di tutti i colori LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-10

13. Oggetti colorati

14. sorgente di luce bianca luce diffusa rossa luce assorbita Perché gli oggetti appaiono colorati? Gli oggetti colorati contengono dei PIGMENTI che DIFFONDONO solo la luce di un particolare colore, assorbendo il resto LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-11

15. I colori degli oggetti dipendono anche dalla luce che li illumina luce bianca luce rossa Una luce rossa rende dello stesso colore tutti gli oggetti che illumina, tranne quelli neri. Illuminazione e colori LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-12

16. luce bianca luce rossa lampada rosso filtro rosso contiene dei PIGMENTI che assorbono tutta la radiazione tranne quella rossa Come ottenere luce colorata con i filtri I filtri colorati sono oggetti semitrasparenti che contengono dei pigmenti colorati. Questi pigmenti assorbono gran parte della luce, e lasciano passare solo quella di un determinato colore schermo LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-13

17. mescolare i colori

18. COLORI PRIMARI rosso verde blu lampade Sintesi additiva Nella sintesi additiva i colori si ottengono sovrapponendo su uno schermo fasci di luce colorata oppure affiancando piccole sorgenti di luce dei colori primari, sia come punti di colore su una superficie (stampa a colori, alcuni tipi di fotografia istantanea a colori), sia come sorgenti attive di luce (monitor a colori di TV e computer) LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-14

19. Sintesi additiva COLORI PRIMARI rosso verde blu rosso+blumagenta rosso+verdegiallo blu+verdeciano rosso+blu+verde bianco LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-15

20. Sintesi additiva verde + blu = ciano rosso + blu = magenta verde + rosso = giallo verde + rosso +blu = bianco LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-16

21. COLORI PRIMARI magenta giallo ciano Sintesi sottrattiva Nella sintesi sottrattiva si mescolano i pigmenti dei colori primari. Ciascun tipo di pigmento assorbe, cioè non fa passare, un certo tipo di luce. La sintesi sottrattiva è quello che avviene quando mescoliamo fisicamente dei colori, come le tempere e le vernici e i colori nelle stampanti LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-17

22. Sintesi sottrattiva Un filtro ciano blocca il rosso e fa passare solo il verde e il blu Un filtro magenta blocca il verde e fa passare solo il rosso e il blu Un filtro giallo blocca il blu e fa passare solo il rosso e il verde LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-18

23. - magenta-cianoblu bianco - magenta–giallorosso bianco -ciano-gialloverde bianco - magenta- ciano-giallo nero bianco Sintesi sottrattiva COLORI PRIMARI magenta ciano giallo LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-19

24. OTTICA DI TUTTI I GIORNI • Arcobaleni, tramonti, e cieli azzurri…. LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-20

25. Come si forma l’arcobaleno? LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-21

26. Come si forma l’arcobaleno? luce del sole le goccioline di pioggia disperdono la luce bianca nelle sue componenti colorate il violetto è il colore meno deviato (circa 40°) rispetto alla luce del sole i diversi colori vengono rimandati indietro a diversi angoli il rosso è il colore più deviato (circa 42°) LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-22

27. Come si forma l’arcobaleno? luce del sole goccioline di pioggia arcobaleno L’insieme di numerose goccioline ci manda l’immagine di un arco colorato. Il rosso è il colore più esterno, il violetto quello più interno LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-23

28. Perché il cielo è blu? LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-24

29. Perché il cielo è blu? La luce del sole colpisce le particelle che si trovano nell’atmosfera Le particelle DIFFONDONO soprattutto la radiazione blu-violetta in tutte le direzioni, ed anche verso di noi LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-25

30. Perché il sole al tramonto è rosso? LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-26

31. sole a mezzogiorno cammino breve cammino lungo sole al tramonto atmosfera Perché il sole al tramonto è rosso? Quando il sole è basso sull’orizzonte i suoi raggi devono attraversare uno spessore maggiore di atmosfera La diffusione della radiazione blu è molto intensa, e nella direzione dei raggi riesce a passare solo la luce rosso-arancio LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-27

32. Ottica di tutti i giorni LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-28

33. ed ora… … facciamo insieme un po’ di esperimenti! LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-29

34. Ci vediamo alla prossima lezione sui film sottili!!