STORIA DI UN RAGGIO DI LUCE50 ANNI DI LASER(ma tu lo conosci il festeggiato ?)

T. Corridoni, G. HäusermannIl Viaggiatore Scientifico 5

19 febbraio 2011SUPSI-DFA, Locarno

T. Corridoni 2011 2

IDEE DIFFUSE: L’ha inventato Einstein: è luce, è energia… È male: è una spada, spara, arriva lontano, taglia il metallo, accende fiammiferi, buca la plastica, acceca... È bene: si usa in medicina, lo usano gli scienziati, toglie i tatuaggi… È per tutti: si compra, si usa per indicare ai seminari, si spiega anche ai bambini…

Light Amplification by Stimulated Emission of RadiationAmplificazione di Luce da Emissione Stimolata di Radiazione

H. Townes, N.G. Basov, A.M. Prochorov , J. Gordon (Maser 1954), L. Schawlow, T.H. Maiman (16/5/1960), A. Javan (12/12/1960), G. Gould (1957)

La storia del laser segue l’evoluzione del nostro concetto di RAGGIO DI LUCE

T. Corridoni 2011 3M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioni

IL NOSTRO RAGGIO DA BAMBINI

T. Corridoni 2011 4M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioni

INTENSITA’: LUCE FORTE, DEBOLE… CI SONO COSE TRASPARENTI

T. Corridoni 2011 5M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioniG. Torosantucci, M. Vicentini Missoni, “L’insegnamento delle scienze nella scuola elementare”, 1987, la nuova Italia

IL RAGGIO VA DRITTO! COSI’ SCOPRIAMO COSA SONO LE OMBRE!

T. Corridoni 2011 6AAVV “Il piano ISS, Insegnare Scienze Sperimentali”, 2009-2010 , Annali 5-6/1, Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca

T. Corridoni 2011 7M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. “Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare”, 1989 emme edizioni

POI IL NOSTRO RAGGIO DIVENTA COLORATO

BUIO: IL NERO

I COLORI SI “MESCOLANO”http://people.rit.edu/andpph/exhibit-spectrum.html

LUCE: IL BIANCO

DISPERSIONE(prisma)

T. Corridoni 2011 8

T. Corridoni 2011 9

I COLORI: SORPRESE, DOMANDEDISPERSIONE IN RIFLESSIONE

(reticolo)DISPERSIONE IN TRASMISSIONE

(reticolo)

T. Corridoni 2011 10

PROBLEMA…AMELBORPFISICO 1: Quale arcobaleno è corretto ?

FISICO 2: Aspetta, non ricordo…

FISICO 1: Non devi RICORDARE! PENSA ai raggi!

FISICO 2: APPUNTO…

SERVE UN MODELLO!

E AFFASCINANTI FENOMENI.

T. Corridoni 2011 11John A. Adam, The mathematical physics of rainbows and glories, Physics Reports 356 (2002) 229–365

LA GEOMETRIA DELLA GOCCIA FA Sì CHE: 1) LA LUCE IN USCITA NON SIA BIANCA2) I COLORI SIANO DISPERSI IN MANIERA

DIVERSA DA COME LO SAREBBERO UTILIZZANDO UN PRISMO O UN RETICOLO

ARCOBALENO…

T. Corridoni 2011 12

http://cloudappreciationsociety.org/

MANCA IL PRIMARIO!

ARCOBALENO2…

T. Corridoni 2011 13A. Frova. “Luce, colore, visione”, 1984 Editori Riuniti

COSTRUIAMO MODELLI PER MOLTI FENOMENI

Oltre che trasmessa o assorbita, la luce viene diffusa.Viene diffuso molto più il blu che il rosso…

Per questo il cielo è blu…Per questo al tramonto diventa rossastro…

Ma dopo il tramonto assume toni violaceiper tutt’altra ragione…

T. Corridoni 2011 14A. Gostinar Blagotinšek, A Water Model of a Human Eye, 2006

E CAPIAMO CHE QUEL CHE VEDIAMO DIPENDE DAL NOSTRO OCCHIO

T. Corridoni 2011 15

MA IL NOSTRO RAGGIO HA ANCHE UNA “CRISI D’IDENTITA’”

T. Corridoni 2011 16

QUEL CHE FA LA LUCE SI SPIEGA:1) CON RAGGI “DRITTI” 2) CON ONDE SE DECIDIAMO CHE LA LUCE SIA FATTA DI “PALLINE”, NON E’ DETTO CAPIREMO QUEL CHE FA SE FOSSE UN’ONDA, E VICEVERSA

T. Corridoni 2011 17

COMINCIAMO A CERCARE ANALOGIE FRA IL NOSTRO RAGGIO-TRAIETTORIA E LE ONDE…

POLARIZZAZIONE…

COERENZA…

T. Corridoni 2011 18

1) Elettroni eccitati da luce, diseccitandosi la riemettono (es: fosforescenza, fluorescenza).

Specchio a riflessione totale

Specchio a riflessione parziale

3) CREANDO MOLTI ATOMI ECCITATI, E FACENDOLI INTERAGIRE CON LUCE OPPORTUNA…

AL TERMINE DI QUESTO PERCORSO, IL RAGGIO IDEALE E’: 1) COLLIMATO, 2) MONOCROMATICO, 3) COERENTE, 4) POLARIZZATOPossiamo immaginarlo come un treno di onde collimate, coerenti, polarizzate e di stessa frequenza, o come gruppi di “palline” che partano assieme a distanze temporali precise, con stessa velocità nella stessa direzione (per la polarizzazione occorrerebbe dire anche altro…).

2) Se sono già eccitati e interagiscono con altra luce (compatibile con una possibile emissione), tendono a emettere quella luce (QUESTO è un risultato di A. Einstein…)

T. Corridoni 2011 19T.H. Maiman, CON IL PRIMO LASER (A RUBINO, 16/5/1960)

REALIZZAZIONE DELL’IDEA DI “RAGGIO DI LUCE”

T. Corridoni 2011 20

E IL NOSTRO MODELLO DI LUCE FU(la LUCE reale c’era già…)

T. Corridoni 2011 21

Bibliografia

1. M. Arcà, M. Ferrarini, N. Garuti, D. Guerzoni, P. Guidoni, M. Magni. Esperienze di luce, itinerari di lavoro per la scuola dell’infanzia e il primo ciclo della scuola elementare, 1989 emme edizioni

2. G. Torosantucci, M. Vicentini Missoni, L’insegnamento delle scienze nella scuola elementare, 1987, la nuova Italia

3. AAVV, Il piano ISS, Insegnare Scienze Sperimentali, 2009-2010 , Annali 5-6/1, Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca Italiana

4. John A. Adam, The mathematical physics of rainbows and glories, Physics Reports 356 (2002) 229–365

5. A. Frova. Luce, colore, visione, 1984 Editori Riuniti 6. A. Gostinar Blagotinšek, A Water Model of a Human Eye, 2006

http://www.science.uva.nl/research/amstel/dws/girep2006/index.php?PageName=girep7. http://cloudappreciationsociety.org/8. http://people.rit.edu/andpph/exhibit-spectrum.html9. Il Nuovo Saggiatore, vol 26, n.5-6, 2010