Re: Fotoni ed ottica

From: Elio Fabri <elio.fabri_at_tiscali.it>
Date: Wed, 18 Apr 2007 21:40:02 +0200

Luca85 ha scritto:
> Che siano simili mi � chiaro...Quello che mi chiedevo � come mai certi
> materiali rimandano i fotoni che arrivano indietro in media con
> l'angolo che conosciamo e altri li diffondano quasi isotropicamente.
Non e' il materiale che decide: e' lo stato della superficie.
Una superficie metallica sabbiata e' diffondente, ma se la lucidi
diventa uno specchio.
Lo stesso accade anche per dielittrici: per es. una lastra di vetro,
trasparente e riflettente, se la riduci in polvere diventa diffondente.

Molto carino fare la prova conun vetro per saldatore, che e' assai
scuro, assorbe moltissimo la luce.
Prova a pestarlo in un mortaio, e vedrai...

> Questo non l'ho trattato troppo..E poi...da che propiet� del materiale
> dipende che tipo di scattering fa?
No, lo scattering in avanti e' soltanto quello ad angolo zero.

In generale, per una particella, un atomo, quello che vuoi, se ci
mandi su un'altra particella, per es un fotone, ci sara' uno
scattering conuna certa distribuzione angolare per l'ampiezza di
scattering e per la sezione d'urto differenziale (che e' il modulo
quadrato dell'ampiezza).
Il teorema ottico dice semplicemente che nello scattering elastico la
parte immaginaria dell'ampiezza di scattering in avanti e' uguale alla
sezione d'urto totale divisa per il doppio della lunghezza d'onda
della part. incidente.
E' un teorema del tutto generale, ben piu' vecchio della mecc.
quantistica: infatti un'eccellente trattazione la trovi sul testo di
ottica di Bruno Rossi.

> Sentito dire milioni di volte...Ma poi nessuno ce li ha mai spiegati
> dopo averli citati.
> E solo spiegato a grandi linee l'effetto fotoelettrico...
> Ho l'impressione che il corso di fisica 3 della mia universita' sia
> da epurare e reistituire da zero...
Questo non lo posso dire, e non ho alcun motivo per pensare che la tua
universita' sia il caso peggiore ;-)

Comunque l'articolo di Einstein si trova anche in trad. italiana, e
potrest sempre leggerlo.

L'articolo presenta una parte teorica iniziale, in cui E. fa vedere
che l'entropia della radiazione nera nel caso limite di basse
temperature o alte frequenze somiglia molto a quella di un gas
perfetto, il che induce a proporre appunto la costituzione
corpuscolare della radiazione.
Dopo di cio' c'e' l'applicazione a diversi fenomeni, tra cui quelli
che ti ho citato. questa seconda parte e' facile, e molto istruttiva,
perche' mostra come E. si sia sempre preoccupato, nel proporre un'idea
rivoluzionaria, d'indicare come potesse essere messa alla prova.

Per es. nel caso dell'effetto fotoelettrico, la famosa legge di E.,
sulla dipendenza lineare tra soglia e frequenza della radiazione, fu
verificata quantitativamente da Millikan mi pare solo 10 anni dopo.

popinga ha scritto:
> Nel caso di diffusione su elettroni legati agli atomi (es. atmosfera
> terrestre), l'effetto del legame atomico pu� protare ad una dipendenza
> della probabilit� di diffusione dalla frequenza della radiazione
> incidente: questo fenomeno � legato al colore blu del cielo.
Va pero' detto che nel caso dell'aria siamo in condizioni limite, in
cui l'energia dei fotoni e' piccola rispetto alla prima transizione
possibile dallo stato fondamentale degli atomi.

In queste condizioni e' possibile una trattazione interamente classica
(Rayleigh) che dimostra come la distribuzione spettrale della luce
diffusa (inv. prop. a lambda^4) sia indipendente dalla natura degli
atomi, ma dipenda solo dall'indice di rifrazione del gas e dalla sua
densita' numerica.
                    

-- 
Elio Fabri
Received on Wed Apr 18 2007 - 21:40:02 CEST

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