Re: Interazione radiazione - materia

From: luciano buggio <buggiol_at_libero.it>
Date: Sat, 13 Jul 2002 16:26:04 +0200

Elio Fabri wrote:

(cut)
> Io cerco di spiegare come posso, ma il libro della natura e' scritto in
> lingua matematica...
Se questa � la citazione del famoso aforisma di Galilei, ti ricordo che
oggi non vale pi�. Galileo parlava di caratteri tipo triangoli e quadrati
ecc, le figure cio� della geometria, perfettamente intuitive come il
linguaggio della matematica ad esse associato. Tale linguaggio �
surrogabile da parole (linea punto, destra o sinistra, pi� o meno,
maggior eo minore ecc.) che � il linguaggio di tutti i giorni, per cui il
mondo cui si riferiva Galileo lo pu� spiegare chiunque a chiunque, una
volta compreso, anche senza ricorrere a formule (quantomeno � possibile
darne un'idea perfettametne intuitiva ed abbastanza completa).
Purtroppo oggi, e da non molto tempo (che cos'� un secolo?) tutto � stato
stravolto, altre geometrie e matematiche hanno pari dignit� e dignit� ha
acquisito anche l'"incomprensibilit�", con l'alibi che non � detto che il
mondo sia razionale,e mascherando l'incapacit� di spiegarlo con i classici
strumenti con la "modestia" della mente umana, col definire presuntuosi
quelli (io appartengo a questa categoria) che hanno una grande fiducia
nella capacit� dell'uomo di capire il mondo e che ritengono che siano
sufficenti la matematica e la geometria classiche, che salvano la logica
aristotelica (che Dio volendo � ancora quella con cui si fabbricano i
software) e lo spazio tridimensionale ed il tempo obiettivo ed assoluto.
Se tu non sei in grado di darmi un'idea chiara della soluzione che la tua
teoria fornisce del problema che stiamo discutendo, ci� *secondo me* e in
base alle precedenti riflessioni vuol dire che la tua teoria non � buona.
Il problema � semplice, la domanda � netta.
Vediamo la tua risposta.
(cut)
> Caso A: mezzo infinito.
> In questo caso non avrai difficolta' ad ammettere che la luce (i fotoni)
> si propaga solo in avanti, senza nessuna riflessione, neppure parziale.
Stai parlando della propagazione in un mezzo esteso a tutto lo spazio?
Che problema c'�? perch� dovrei avere bisogno di supporre che un fotone,
per propagarsi, interagisca continuamente con tutto ci� che trova,
producendo ad ogni passo un'emissione in tutte le direzioni, con
annullamento interferenziale in tutte le direzioni tranne che in una? A
parte il fatto che non capisco proprio come avvenga, e perch� tale
elisione (che quindi riguarderebbe non solo le direzioni indietro, ma
anche tutte quelle in aventi ad eccezione di quella di avanzamnento), non
� pi� semplice pensare che esso non faccia altro che andare per la sua
strada (magari un po' pi� piano, perch� � accidentata) come fa quando
viaggia nel vuoto, semplicemente non interagendo dannosamente ai fini
della prosecuzione "retta"con ci� che trova (se il mezzo � idealmente
trasparente), e cercando di spiegare quindi il perch� di questa mancata
interazione? Se il fotone si muove in un gas molto rarefatto (poche
migliaia di molecole per centimentro cubo, poniamo), interagisce anche qui
con atomi ed elettroni, provocando uno scattering con composizone
interferenziale e risultato costruttivo solo in una determianta direzione?
Se ci sono solo cinque atomi in una scatola, secondo te un fotone che
attraversa questo spinto vuoto dovrebbe quindi interagire comunque con
essi, anche se non � in una clossica rotta di collisione con nessuno di
essi? secondo me ti sei messo in un vespaio, con questa ipotesi dello
scattering anche per la riflessione e la propgazione nel mezzo.
Ma perch� vuoi complicare la vita anche a me?:-)

> Caso B: la luce proviene dall'aria e incontra un mezzo che inizia con un
> superfice piana, ma poi si estende all'infinito.
> Ora accetterai che la luce in parte si riflette, in parte passa nel
> mezzo.
Non capisco perch� semplicemente perch� hai introdotto un'interfaccia devo
accettare che miracolosamente scaturisca una riflessione parziale ed una
trasmissione parziale. Qui mi manca qualche passaggio.
> La spiegazione in termini microscopici e' che ciascun atomo del mezzo
> diffonde la luce, e la sovrapposizione (coerente) di queste onde produce
> l'onda riflessa.
Forse il passasgio � questo, ma non lo capisco.
Mi limito alla "sovrapposizione coerente", dando per scontata la
produzione dell'emissione (sferica) da ogni elemento del mezzo. Ti serve
che sia coerente perch� hai bisogno di spiegare la specularit� della
riflessione, credo.
 Ebbene prendi un pezzo di plastica (struttura molecolare "amorfa", come
quella del vetro) colorato, con un coefficiente di riflessione bassissimo,
tanto da apparire opaco, non riflettente, anche se ne lisci per bene la
superficie.
Il colore � dovuro all'eccitaizone degli atomi che risuonano ad una
paritcoare frequenza dello spettro del visibile (bianco), che incide, solo
a quella del rosso, supponiamo.
I fotoni rossi (o dui una adegiata freqeunza eccitatrice, vista la
composizione del materiale) penetrano, con gli altri, al di l�
dell'interfaccia per la profondit� di mezza lunghezza d'onda circa (cos�
mi risulta, correggimi se sbaglio) e vengono riemessi dagli atotmi
eccitati altri fotoni (rossi)che escono dalla materia *diffusi in ogni
direzione*, non secondo la legge dell'uguaglianza degli angoli i ed r.
Questa descrizione trova la mia teoria perfettaemente allineata (questo
dico nel caso tu finora avessi pensato che io nego che i fotoni
interagiscano in assoluto con la materia, penetrandovi oltre il confine)
*Vorrei che tu mi spiegassi perch� qui non c'� composizione coerente della
luce scatterata*: capirei (attraverso un meccanismo alla Laue o Bragg), se
il vetro fosse organizzato cristallograficamente in modo opportuno, a
fronte dell anostra plastica supposta priva di reticolo regoalre, ma non �
cos�.
Abbiamo due diversi tipi di interazioen "luce materia"?.
Ti cheido poi se ha i mai riflettuto su di una cosa, che pare una banalit�.
Ora il pezzo di plastica rosso sia anche lucido. Lucido vuol dire che in
parte riflette la luce secondo la legge degli angoli: puoi anche
considerare il marmo (nero, per esempio) ben lucidato, o un vetro nero, o
del colore che vuoi, non traasparente, che continua per� a riflettere al
5% sulla prima faccia.
La plastica continua ad apparire rossa, ma ci possiamo riflettere su di
essa:
Si pensa comunemente che l'immagine riflessa sia rossa, ma non � vero:
come sul vetro e sul marmo essa � di tutti i colori, solo che il rosso
diffuso prevale di gran lunga ed ammazza i colori della riflessione.
Che cosa vuol dire questo?
Semplicemente che la luce viene rinviata indietro a due livelli:
Quella rossa prevalente viene diffusa in tutte le direzioni in seguito a
penetrazione oltre l'interfaccia dei fotoni (in particolare quelli in
graod di eccitare gli atomi) della radiazione incidente. Il percorso di
quella riflessa � stato invece arrestato (econdo la mia teoria locale)
prima del contatto con il livello dell'interfaccia, da una barriera di
potenziale che aleggia sull'interfaccia stesso e che ha garantito anche -
con meccanismi che vanno approfonditi e dei quali mi sono gi� fatto
un'idea, la specualrit� del ritorno.
La luce riflessa *non sa",cosa c'� al di l� di quella barriera, non sa (a
parit� di indice di riflessione), se c'� la plasitca bianca o verde, il
marmo nero o il vetro colorato o trasparente.
Spiegami adesso tu, secondo la tua teoria, la differenza tra i due
fenomeni (luce cromatica - o meno - diffusa, e luce riflessa)
> Caso C: la luce proviene da un mezzo che termina su una superficie
> piana; dopo c'e' il vuoto.
Qui mancherebbe un pezzo: nel punto B hai ipotizzato lo spessore infinito
 (*semiinfinito*) del mezzo, ora qui passi a considerare la provenienza
dal verso opposto quando uno si aspetterebbe che tu parlassi di una lastra
di vetro di spessore finito.
Domanda: l'annullamento "indietro" della composizione � tanto pi� efficace
quanto maggiore � lo spessore? Pare che cos� debba essere, viste le tue
premesse.
> E' chiaro che il caso C e il caso B sommati insieme danno A; quindi
> l'effetto (per ora incognito) della diffusione nel caso C, sommato con
> quello del caso B, deve dare A.
> Ma in A non c'e' nessuna riflessione: cio' significa che in B e in C si
> devono avere riflessioni ...eccc.

Ti confesso che non ho capito nulla, pur esendomi milto sforzato. Ho
stampato questa tua lettera e me la sono tenuta in tasca per un paio di
giorni, dando un'occhiata ogni tanto.
Scusami, ma questa tua ligica per far quadrare le cose mi sembra a dir
poco strana.
Ho l'impressione che tu ti stia arrampicando sugli specchi di cui si parla
qui.:-).
Applicami questo tuo ragionamento al caso della riflessione metallica
(lasciamo stare per ora il mezzo che trasmette): qui non abbiamo il
problema di riflessione dall'interno.
La luce che incide sulla superficie mobilit� anche qui tutto il corpo
metallico?
E se no (come mi pare ovvio), quale � lo spessore dello strato che viene
"mobilitato" per la resa speculare dell'immagine?
Mi pare che Feynman stesso in QED tratti solo materiali rifrangenti, e non
specchi non trasparenti, metallici, che tendenzialmente rimandano tutta
la luce o comunque asssorbono quella che non riflettono.
Quando si studia la riflessione, mi pare, come in tutte le cose, si debba
cominiciare dal pi� semplice, e nel caso della riflessione della luce il
pi� semplice � la * riflessione e basta*, cio� la riflessione totale (se
c'�) o comunque la luce inquanto riflessa, non la luce riflessa *e anche*
in parte trasmessa: questo � pi� complesso.
In una parola, lo scatteering funziona per la riflessione metallica?
Ciao.
Luciano Buggio


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Received on Sat Jul 13 2002 - 16:26:04 CEST

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