La luce e le sue conquiste

Embed Size (px)

Text of La luce e le sue conquiste

  • A. Bettini Padova University and INFN 1

    La luce e le sue conquiste

    6/8/15

    A. BettiniUniversit di Padova, Dipartimento di Fisica e Astronomia G. Galilei

    INFN - Sezione di Padova

    Bologna sillumina

    Accademia delle scienzeBologna. 14 Novembre 2015

    International Year of Light and Light-based Technologies

  • A. Bettini Padova University and INFN 2BeforeAnniversari

    6/8/15

    circa 1015 Ibn al-Haytham (Alhazen). Kitab al-Manazir (I libri di ottica)

    1665 (350) Francesco Maria Grimaldi. De lumine

    1815 (200) Augustin Jean Fresnel. Premier Mmoire sur la diffraction de la lumire

    1865 (150) James Clerk Maxwell. A Dynamical Theory of Electromagnetic Field

    1915 (100) David Hilbert, Albert Einstein. Equazioni del campo gravitazionale

    1965 (50) Arno Penzias and Robert Wilson. Scoperta del CMB. Astrophys. J., 142 419

  • A. Bettini Padova University and INFN 2BeforeAnniversari

    6/8/15

    circa 1015 Ibn al-Haytham (Alhazen). Kitab al-Manazir (I libri di ottica)

    1665 (350) Francesco Maria Grimaldi. De lumine

    1815 (200) Augustin Jean Fresnel. Premier Mmoire sur la diffraction de la lumire

    1865 (150) James Clerk Maxwell. A Dynamical Theory of Electromagnetic Field

    1915 (100) David Hilbert, Albert Einstein. Equazioni del campo gravitazionale

    1965 (50) Arno Penzias and Robert Wilson. Scoperta del CMB. Astrophys. J., 142 419

    La comprensione della natura ondulatoria

  • A. Bettini Padova University and INFN 3BeforeCos la luce?

    6/8/15

    facile immaginare che da sempre luomo si sia chiesto

    Cos la luce?

    Corpuscoli, un fluido?

  • A. Bettini Padova University and INFN 3BeforeCos la luce?

    6/8/15

    facile immaginare che da sempre luomo si sia chiesto

    Cos la luce?

    Corpuscoli, un fluido?

    e vidi lume in forma di riverafulvido di fulgore, intra due rivedipinte di mirabil primavera.PD XXX 61-63

    W. Blake

  • A. Bettini Padova University and INFN 4BeforeCos la luce?

    6/8/15

    facile immaginare che da sempre luomo si sia chiesto

    Cos la luce?

    Corpuscoli, un fluido?

    Le risposte scientifiche vennero solo a partire dal XVII secolo, dopo molti contributi parziali nei secoli precedenti

    G. Galilei crea il metodo sperimentale

    Comprendere che un fenomeno ondulatorio prender sino al XIX secolo

  • A. Bettini Padova University and INFN 5

    Diffrazione. Ogni giorno

    6/8/15

    Tra le dita

  • A. Bettini Padova University and INFN 6

    Diffrazione. Qualche notte

    6/8/15

  • A. Bettini Padova University and INFN 7

    Diffrazione. Ogni giorno

    6/8/15

    Tra le foglie

    Immagini del soleLenti=aperture tra le foglie

  • A. Bettini Padova University and INFN 8

    Diffrazione. Foro=lente

    6/8/15

  • A. Bettini Padova University and INFN 9

    Francesco Maria Grimaldi

    6/8/15

    La grande scoperta di Grimaldi con osservazioni accurate (ma non quantitative) la diffrazione della luce riportata nellopera postuma De lumine 1665Le osservazioni portano ad escludere che la luce sia fatta di corpuscoli materiali viaggianti in linea retta.Potrebbe essere un fluido che si muove velocissimo, le cui linee di flusso vengono separate, diffrangitur, dagli ostacoli

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71

    Bologna 1618-1663

  • A. Bettini Padova University and INFN 106/8/15

    7. Aperto in una finestra un forellino piuttosto piccolo AB, si faccia entrare per esso in una stanza, peraltro ben oscurata, la luce del Sole in un cielo serenissimo, . Si intercetti questo cono con un qualche corpo opaco EF, ad una grande distanza dal foro AB,.. Si intercetti quindi con una tavoletta candida, oppure con un foglio di carta bianca steso sul pavimento

    AB= 4-5 mm (10 mW) Osserva frange nellombra geometrica, nel mezzo bianche, dai lati con colori dal rosso al blu Osserva che la luce sullo schermo non inizia ai bordi dellombra proiettata geometricamente, anche tenendo conto delle dimensioni AB della sorgente

    De lumine

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71

  • A. Bettini Padova University and INFN 11

    GrimaldiOstacolo semi-infinito

    6/8/15

    10. la prima (frangia) pi larga della seconda, e questa pi larga della terza

    9. frange di luce colorata, in modo che in ogni frangia la luce nel mezzo molto pura, e sincera, agli estremi ha colori, cio blu nellestremo pi vicino alla stessa ombra .., e rosso allestremo pi lontano

  • A. Bettini Padova University and INFN 11

    GrimaldiOstacolo semi-infinito

    6/8/15

    10. la prima (frangia) pi larga della seconda, e questa pi larga della terza

    9. frange di luce colorata, in modo che in ogni frangia la luce nel mezzo molto pura, e sincera, agli estremi ha colori, cio blu nellestremo pi vicino alla stessa ombra .., e rosso allestremo pi lontano

    Thanks to C. Braggio

    Lampada ad arco, 1 mW/cm2

  • A. Bettini Padova University and INFN 12

    Frange nellombra

    6/8/15

    14. nella stessa ombra compaiono a volte le dette frange di luce colorata, a volte in maggior numero, a volte minore. A ci necessario in primo luogo una luce del Sole fortissima; inoltre, lostacolo . deve essere piuttosto lungo, ma moderatamente largo, tuttavia di larghezza non troppo piccola, quanto le prove stesse insegnino. ..

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71

  • A. Bettini Padova University and INFN 12

    Frange nellombra

    6/8/15

    14. nella stessa ombra compaiono a volte le dette frange di luce colorata, a volte in maggior numero, a volte minore. A ci necessario in primo luogo una luce del Sole fortissima; inoltre, lostacolo . deve essere piuttosto lungo, ma moderatamente largo, tuttavia di larghezza non troppo piccola, quanto le prove stesse insegnino. ..

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71 Diam 0.7 mm

  • A. Bettini Padova University and INFN 12

    Frange nellombra

    6/8/15

    14. nella stessa ombra compaiono a volte le dette frange di luce colorata, a volte in maggior numero, a volte minore. A ci necessario in primo luogo una luce del Sole fortissima; inoltre, lostacolo . deve essere piuttosto lungo, ma moderatamente largo, tuttavia di larghezza non troppo piccola, quanto le prove stesse insegnino. ..

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71 Diam 0.7 mm Diam 1.1 mm

  • A. Bettini Padova University and INFN 13

    Frange del galero

    6/8/15

    16. In verit, inoltre, nel detto angolo appaiono sullombra frange luminose pi brevi, anchesse curve, ma simili alle nappe, che pendono in un galero, dopo una qualche elevazione delle medesime, da entrambe le parti, come mostra la figura allegata.

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71

  • A. Bettini Padova University and INFN 13

    Frange del galero

    6/8/15

    16. In verit, inoltre, nel detto angolo appaiono sullombra frange luminose pi brevi, anchesse curve, ma simili alle nappe, che pendono in un galero, dopo una qualche elevazione delle medesime, da entrambe le parti, come mostra la figura allegata.

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71

  • A. Bettini Padova University and INFN 13

    Frange del galero

    6/8/15

    16. In verit, inoltre, nel detto angolo appaiono sullombra frange luminose pi brevi, anchesse curve, ma simili alle nappe, che pendono in un galero, dopo una qualche elevazione delle medesime, da entrambe le parti, come mostra la figura allegata.

    A. Bettini Nuovo Saggiatore 31 n.1-2 (2015) 71

  • A. Bettini Padova University and INFN 146/8/15

    Frange del galero

  • A. Bettini Padova University and INFN 15

    Sir. Isaac Newton, Knt.

    6/8/15

    OPTICS. London 1704Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light

    La luce fatta di particelle che obbediscono alle leggi della meccanicaTeoria dellemissione

    I raggi interagiscono con i corpi materiali nei quali, o presso i quali, si muovono. Liquida la diffrazione come una sorta di rifrazione ai bordi degli oggettiMa le bande di diffrazione da bordi rettilinei devono essere rettilinee e ad essi paralleleLosservazione di Grimaldi dellenappe del galero lo smentisce

  • A. Bettini Padova University and INFN 15

    Sir. Isaac Newton, Knt.

    6/8/15

    OPTICS. London 1704Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light

    La luce fatta di particelle che obbediscono alle leggi della meccanicaTeoria dellemissione

    I raggi interagiscono con i corpi materiali nei quali, o presso i quali, si muovono. Liquida la diffrazione come una sorta di rifrazione ai bordi degli oggettiMa le bande di diffrazione da bordi rettilinei devono essere rettilinee e ad essi paralleleLosservazione di Grimaldi dellenappe del galero lo smentisce

    Aggiunge 31 queries finali in forma interrogativa, esercizi per chi legge, prospettive future,

  • A. Bettini Padova University and INFN 15

    Sir. Isaac Newton, Knt.

    6/8/15

    OPTICS. London 1704Treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light

    La luce fatta di particelle che obbediscono alle leggi della meccanicaTeoria dellemissione

    Query 1. Do not Bodies act upon Light at a distance, and by their action bend its Rays; and is not this action (cteris paribus) strongest at the least distance?

    I raggi interagiscono con i corpi materiali nei quali, o presso i quali, si muovono. Liquida la diffrazione come una sorta di rifrazione ai bordi degli oggettiMa le bande di diffrazione da bor