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

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LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie Dott.ssa Francesca Menchini ENEA-Casaccia Gruppo Dispositivi Ottici. UN MONDO A COLORI. La luce bianca: una mescolanza di tutti i colori Perché gli oggetti appaiono colorati.

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Luce

colorata

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Dispersione della luce

Qual è il legame tra luce bianca e luce colorata?

LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-8

slide11

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

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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

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Oggetti

colorati

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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

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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

slide16

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

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mescolare

i colori

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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

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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

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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

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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

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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

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- 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

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OTTICA DI TUTTI I GIORNI

  • Arcobaleni, tramonti, e cieli

azzurri….

LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-20

slide25

Come si forma l’arcobaleno?

LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-21

slide26

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

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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

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Perché il cielo è blu?

LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-24

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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

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Perché il sole al tramonto è rosso?

LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-26

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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

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Ottica di tutti i giorni

LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-28

slide33

ed ora…

… facciamo insieme

un po’ di esperimenti!

LEZIONI DI OTTICA per le scuole medie F.Menchini 2-29

slide34

Ci vediamo

alla prossima lezione

sui film sottili!!