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luce

Spieghiamo tutto sulla luce, la storia del suo studio, come si diffonde e altre caratteristiche. Inoltre, luce naturale e artificiale.

La luce è una forma di radiazione visibile all'occhio umano.
  1. Cos'è la luce?

Ciò che chiamiamo luce è la parte dello spettro elettromagnetico che può essere percepito dall'occhio umano . Vi sono, a parte ciò, varie forme di radiazione elettromagnetica nell'universo, che si propagano attraverso lo spazio e trasportano energia da un luogo all'altro, come radiazioni ultraviolette o raggi x, ma nessuno di essi può essere percepito naturalmente.

Come quelle altre forme di radiazione, la luce visibile è formata da fotoni (dalla parola greca phos, luz ) , un tipo di particelle elementari prive di massa. I fotoni hanno un doppio comportamento: come onde e come particelle . Sono responsabili delle particolari proprietà fisiche della luce.

L'ottica è la branca della fisica incaricata di studiarla, sia nelle sue proprietà di luce che nei suoi effetti sulla materia. Tuttavia, ci sono molte altre discipline che sono interessate alla luce, come la chimica, la fisica teorica o anche la fisica quantistica.

  1. Storia leggera

La natura della luce ha incuriosito la razza umana fin dai tempi antichi, quando era considerata una proprietà della materia, qualcosa che emanava dalle cose stesse. Era anche legato al Sole, il re stella in molte religioni e visioni del mondo dell'umanità primitiva, e quindi anche con il calore e la vita.

Gli antichi greci capivano la luce come qualcosa di vicino alla verità delle cose. Fu studiato da filosofi come Empédócles ed Euclides, che avevano già scoperto molte delle sue proprietà fisiche. Dal Rinascimento europeo, nel XV secolo, il suo studio e l'applicazione alla vita umana hanno avuto un grande slancio, con lo sviluppo della fisica e dell'ottica moderne.

Successivamente, la gestione dell'elettricità ha comportato la possibilità di illuminare artificialmente le nostre case e città, cessando di dipendere dal sole o dalla combustione di combustibili (lampade a petrolio o cherosene). Così furono gettate le basi dell'ingegneria ottica che si svilupparono nel ventesimo secolo.

Grazie all'elettronica e all'ottica è stato possibile sviluppare applicazioni per la luce che secoli fa sarebbero state impensabili. Ha aumentato la nostra comprensione del loro funzionamento fisico, in parte grazie alle teorie quantistiche e all'enorme progresso in fisica e chimica che ha avuto luogo grazie a loro.

A questo percorso dobbiamo tecnologie diverse come laser, pellicole, fotografie, fotocopie o pannelli fotovoltaici.

  1. Caratteristiche di luce

Tutti i colori sono contenuti nella luce.

La luce è un'emissione di fotoni in forma di onda e corpuscolare, cioè allo stesso tempo si comporta come se fosse fatta di onde e materia, rispettivamente.

Viaggia sempre in linea retta, a una velocità e un ritmo definiti. In effetti, la frequenza delle onde luminose determina il livello di energia luminosa, mentre la lunghezza d'onda è ciò che differenzia la luce visibile da altre forme di radiazione.

I colori sono contenuti nella luce, sebbene la luce appaia normalmente bianca. Ciò può essere evidenziato indicandolo a un prisma e scomponendolo nei toni dell'arcobaleno. Tuttavia, la materia assorbe gran parte dello spettro da essa e riflette solo un colore, motivo per cui le cose hanno il colore che hanno.

L'eccezione è il bianco, che riflette tutti i colori (ovvero restituisce completamente la luce) e il nero, che non restituisce alcun colore, ma li assorbe tutti. I colori dello spettro rilevabili dal nostro occhio variano dal rosso (700 nanometri) al viola (400 nanometri).

  1. Propagazione della luce

La luce si propaga in linea retta e ad una velocità di 299.792.4458 metri al secondo nel vuoto. Se devi passare attraverso supporti densi o complessi, si sposta a velocità diverse.

L'astronomo danese Ole Roemer fece la prima misurazione approssimativa della velocità della luce nel 1676 . Da allora, la fisica ha notevolmente perfezionato i meccanismi di misurazione e ha elaborato la cifra esatta.

Il fenomeno delle ombre ha anche a che fare con la propagazione della luce: quando colpisce un oggetto opaco, la luce proietta la sua sagoma sullo sfondo, delineando la porzione bloccata dall'oggetto. L'ombra è composta da due stadi: uno più luminoso, chiamato penombra; e un altro più scuro, chiamato umbra.

La geometria è stata uno strumento importante nello studio della propagazione della luce o nella progettazione di artefatti che, conoscendo il loro comportamento, trarranno vantaggio per ottenere determinati effetti. Così, per esempio, sono nati il ​​telescopio e il microscopio.

  1. Fenomeni di luce

La rifrazione si verifica perché la velocità della luce diminuisce mentre passa attraverso l'acqua.

I fenomeni di luce sono alterazioni, variazioni ed effetti visivi che si verificano quando si subiscono determinati mezzi o determinate condizioni fisiche. Molti di essi sono visibili quotidianamente, anche se non sappiamo come funzionano.

  • Il riflesso Quando ha un impatto su determinate superfici, la luce è in grado di "turbolento", cioè di cambiare la sua traiettoria descrivendo determinati e prevedibili angoli. Ad esempio, se l'oggetto su cui colpisce è liscio e ha proprietà riflesse, come la superficie di uno specchio, la luce verrà riflessa nello stesso identico angolo che porta, ma in direzione opposta. Questo è esattamente il modo in cui funzionano i mirror.
  • La rifrazione D'altra parte, quando la luce passa da un mezzo trasparente all'altro, con una notevole differenza di densità, può verificarsi un fenomeno noto come rifrazione. L'esempio classico di ciò è il passaggio della luce tra l'aria (meno densa) e l'acqua (più densa), che può essere evidenziato introducendo una posata in un bicchiere d'acqua e nota c Come l'immagine della copertina sembra essere interrotta e duplicata, come se ci fosse un errore nell'immagine. Questo perché l'acqua cambia la sua velocità di marcia, generando un'illusione ottica per rifrazione.
  • La diffrazione Allo stesso modo, quando i raggi di luce circondano un oggetto o passano attraverso le aperture in un corpo opaco, sperimenteranno un cambiamento nella loro traiettoria, producendo un effetto di apertura, come accade con i fari di un'auto. Mobile durante la notte. Questa è una proprietà che la luce condivide con altri tipi di onde.
  • La dispersione È questa proprietà della luce che ci consente di ottenere l'intero spettro dei colori disperdendo il raggio di luce, cioè cosa succede quando lo attraversiamo attraverso un prisma o cosa succede quando la luce passa attraverso le gocce di pioggia in l'atmosfera e quindi genera un arcobaleno.
  • Polarizzazione . Questo fenomeno si verifica quando la luce oscilla in più di un orientamento, cioè quando la luce, a causa di qualche mezzo o qualche alterazione della sua origine, si propaga più facilmente o in modo controllato. Questo è ciò che accade, ad esempio, quando indossiamo gli occhiali da sole: i cristalli polarizzano la luce che i nostri occhi ricevono, diminuendo la loro intensità e spesso cambiando leggermente colore.
  1. Luce solare e luce artificiale

La fonte di luce tradizionale dell'umanità è stata quella proveniente dal Sole, quella gigantesca esplosione atomica nello spazio che costantemente ci irradia con luce visibile, calore, luce ultravioletta e altri tipi di radiazione.

La luce solare è essenziale per la fotosintesi e per mantenere la temperatura del pianeta entro intervalli compatibili con la vita. È simile alla luce che osserviamo dalle altre stelle della galassia, sebbene siano a migliaia di milioni di chilometri di distanza.

Tuttavia, fin da tempi molto precoci l'essere umano ha cercato di imitare quella fonte di luce naturale . Inizialmente lo fece dominando il fuoco, con torce e falò, che richiedevano materiali combustibili e non erano molto resistenti.

Successivamente , usò candele di cera che bruciavano in modo controllato e, molto più tardi, lampioni che bruciavano petrolio o altri idrocarburi, emergendo così la prima rete di illuminazione urbana. Questo è stato successivamente sostituito dal gas naturale. Alla fine arrivò all'uso dell'elettricità, la sua versione più sicura ed efficace.

Continua con: Teoria dei colori


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