1 La natura duale della luce Enrico Maria Corsini Dipartimento di Astronomia Università di Padova Lezione III del progetto educativo per le scuole superiori Il cielo come laboratorio Liceo Curiel Padova A.S. 2004-2005
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La natura duale della luce
Enrico Maria CorsiniDipartimento di Astronomia
Università di Padova
Lezione III del progetto educativo per le scuole superioriIl cielo come laboratorio
Liceo Curiel PadovaA.S. 2004-2005
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Sommario
Cenni storici
Principio di Huygens e interferenza (luce come onda)
Effetto fotoelettrico (luce come corpuscolo)
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4
lunghezza d’onda
ampiezza A
distanza dalla sorgente
5
onda sferica onda piana
Principio di Huygens
6
7
Interferenza
8
interferenza costruttiva
interferenza distruttiva
9
10
11
A
B
d
d sin d (gradi):(rad)=360:2
(gradi) (rad)= ----------- 180
P
12
0
2
1
Si ha un massimo (=interferenza costruttiva) quando
d = m con m=0,1,2,3,…
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L
P
L tan = ymax
tan
L = ymax
ymax
ymax = L /
14
15
16
L>>d (= lo schermo è all’infinito)
=
17
Calcoliamo la posizione dei massimi
d = m con m=0,1,2,3,…
ymax = L /
=
m L ymax = ---------- con m=0,1,2,3,… d
18
A
B
d
d sin d
P
19
Si ha un minimo (=interferenza distruttiva) quando
d = (m+1/2) con m=0,1,2,3,…
(1/2)
(3/2)
(5/2)
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L
P
L tan = ymin
tan
L = ymin
ymin
ymin = L /
21
Calcoliamo la posizione dei minimi
d = (m+1/2) con m=0,1,2,3,…
ymin = L /
=
(m+1/2) L ymin = ------------------ con m = 0,1,2,3,… d
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m L ymax = ---------- con m=0,1,2,3,… d
(m+1/2) L ymin = ------------------ con m = 0,1,2,3,… d
Esperienza: Interferenza a due fenditure
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La posizione dei massimi è: m L ymax = ---------- con m=0,1,2,3,… d
se cresce (diminuisce) allora ymax cresce (diminuisce)
se d cresce (diminuisce) allora ymax diminuisce (cresce)
(analogamente per la posizione dei minimi)
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Effetto fotoelettrico
Metallo (Zn, K, Li, …)
elettroni (= corrente)
luce (frequenza > soglia fotoelettrica)
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Eelettrone = Efotone – Eestrazione
•Si ha corrente se Eelettrone >0
cioè se Efotone – Eestrazione > 0 e quindi Efotone > Eestrazione
•Non si ha corrente se Eelettrone 0
cioè se Efotone – Eestrazione 0 e quindi Efotone Eestrazione
Riscriviamo
Eelettrone = Efotone – Eestrazione
come
Ee = h - W
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Esperienza: Effetto fotoelettrico
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La corrente si arresta quando il potenziale V è
Ee = eV
ma
Ee = h - W
quindi
eV = h - W
da cui
h W
V = ---- - ----
e e
V = (h/e) - (W/e)
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V = (h/e) - (W/e)
V= m - q
è una relazione lineare cioè una retta del tipo
Y = m X - q
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= 620 nm = c/ = 4.8 1016 Hz
V = 104 mV
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= 520 nm = c/ = 5.8 1016 Hz
V = 496 mV
32
= 470 nm = c/ = 5.8 1016 Hz
V = 741 mV
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= 200 nm = c/ = 15 1016 Hz
V = 4306 mV
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Vestrazione = 1400 mV
soglia = 4.6 1016 Hz
V = m - q
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