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scuole:vincenzocuoco_napoli:cuoco_4b_gruppo5

PRISMA OTTICO

STORIA STRUMENTO

Tra il 1665 e il 1666, Isaac Newton realizzò col prisma una serie di esperimenti che trasformarono radicalmente le idee tradizionali intorno alla natura della luce e dei colori. Egli praticò un forellino nella finestra della sua stanza perfettamente oscurata. Fece in modo che un prisma intercettasse il raggio di luce che penetrava dalla piccola apertura, proiettando l'immagine su una parete a molti metri di distanza, sulla quale osservò uno spettro non circolare, ma di forma allungata nel quale erano riconoscibili tutti i colori dell'iride. Newton mostrò anche la reversibilità dell'esperimento: proiettando lo spettro policromo su una lente convergente, veniva infatti rigenerato il raggio di luce bianca. Da questi esperimenti dedusse che i colori non erano, modificazioni accidentali della luce bianca. Quest'ultima non appariva più una sostanza elementare, ma eterogenea: il prodotto cioè della miscelazione dei diversi colori. Newton affermò correttamente che lo spettro appariva allungato perché i vari colori presentano diversi indici di rifrazione.

DESCRIZIONE STRUMENTO

Il prisma ottico è un prisma retto a base triangolare, realizzato in vetro o con un materiale trasparente, che ha la capacità di rifrangere la luce, ossia di deviare la direzione di provenienza di un raggio di luce proiettato su una sua faccia. Ha la forma geometrica di un prisma (spesso triangolare); viene disposto in modo tale che la luce policromatica lo penetri da una faccia e, dopo averlo attraversato emerga da una faccia non parallela alla prima i piani delle due facce formano un angolo α detto angolo di rifrangenza. Il prisma ottico può essere di vari materiali (vetro, quarzo, NaCl, ecc.) ognuno dei quali ha un suo indice di rifrazione, inoltre trovano impiego in molti settori, come ad esempio: *in spettrometria per disperdere la luce scomponendola nei suoi colori; *nei binocoli prismatici per deviare il percorso di un raggio luminoso; *per determinare l'indice di rifrazione di una sostanza.

FUNZIONAMENTO STRUMENTO

La legge di Snell descrive quanto i raggi sono deviati quando passano da un mezzo a un altro. La legge di Snell, nota anche come legge di Snell-Cartesio, mette in relazione l'angolo di incidenza e l'angolo di rifrazione con gli indici di rifrazione dei mezzi oggetto di indagine. Come mostrato in figura, la legge stabilisce che il prodotto del seno dell'angolo formato tra il raggio di luce, la retta normale all'interfaccia e l'indice di rifrazione dei mezzi (n1 e n2) deve essere costante.
$n_1 sinθ_i = n_2 sinθ_2$
La legge di Snell afferma che il rapporto tra gli indici di rifrazione di ciascun mezzo è proporzionale al rapporto tra angolo di rifrazione e angolo di incidenza del raggio di luce.


L'indice di rifrazione (n) di un materiale è una grandezza adimensionale che quantifica la diminuzione della velocità di propagazione della radiazione elettromagnetica quando attraversa un materiale. Si definisce come:
$n =\frac{c}{v}$
dove:
$c$ velocità della luce nel vuoto,
$v$ velocità di fase della radiazione che attraversa il materiale in questione.
La diminuzione della velocità di propagazione viene accompagnata dalla variazione della sua direzione, secondo il fenomeno della rifrazione; quindi, al variare della frequenza del raggio incidente avremo diversi indici di rifrazione. Anche se la variazione di indice di rifrazione è minima, ciò spiega la dispersione della luce all’interno del prisma.

Tabella indici rifrazione al variare della frequenza nel vetro,https://www.chimica-online.it/fisica/dispersione-della-luce.htm

SITOGRAFIA

AUTORI

Vittorio Gallo, Alejandro Hermann, Giuseppe Marfella, Jacopo Valenzano.


Il contenuto di questa pagina è stato sviluppato dagli studenti e le studentesse che partecipano a LAB2GO, e viene pubblicato sotto la responsabilità delle persone (docenti, tutor) che hanno accompagnato le studentesse e gli studenti nel percorso.

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