Cos'è la luce in fisica

RIFRAZIONE DELLA LUCE

Luce.

Rifrazione. La fisica moderna ha ricondotto il concetto di luce a quello più generale di energia raggiante: la luce corrisponde semplicemente alle radiazioni elettromagnetiche di frequenza tale da eccitare le facoltà di percezione dell'occhio umano; il significato e la natura della moderna concezione potranno essere meglio compresi con un rapido esame dello sviluppo storico delle teorie sulla luce.

Composizione spettrale della luce

STORIA DELLA LUCE

Il concetto di luce attraverso la storia. Polarizzazione.

Nell'osservazione  dei fenomeni luminosi, si associò innanzi tutto la sensazione visiva a un agente che si propaga in linea retta tra la sorgente di luce e l'occhio: la propagazione rettilinea tra la sorgente luminosa e l'occhio fu rilevata fin dall'antichità e fu una delle prime nozioni di ottica geometrica. Mentre però per la scuola atomistica di Democrito lungo i «raggi» si propagano particelle luminose emesse dalla sorgente, per altri (quali ad es. Erone, autore di una corretta teoria della riflessione) è l'occhio stesso a proiettare i raggi sugli oggetti circostanti, sì da renderli visibili: l'antichità classica non approfondì comunque gli studi sulla natura della luce esaurendo i propri risultati nell'ambito dell'ottica geometrica. Il problema cominciò a essere oggetto di più attente indagini nel Cinquecento e si delinearono due indirizzi di pensiero opposti: una teoria ondulatoria, sostenuta inizialmente dagli aristotelici, per i quali la luce doveva essere un fenomeno di movimento analogo al suono, e una corpuscolare, secondo cui lungo i raggi luminosi si aveva un flusso velocissimo di particelle molto piccole.

VELOCITA' DELLA LUCE

Andava intanto crescendo il numero delle proprietà ottiche conosciute: nel 1675 Roemer realizzò una determinazione astronomica della velocità della luce, che, pur avendo fornito per questa un valore troppo elevato, ebbe il merito di stabilire per la prima volta in modo sperimentale che la propagazione della luce non è istantanea. Venne così confutata l'opinione tradizionale che la luce avesse velocità infinita, affermazione questa che era stata posta in discussione, anche da Galilei, solo agli inizi del Seicento. Nello stesso periodo furono scoperti gli importanti fenomeni della diffrazione (a opera del Grimaldi, che cercò di studiare l'effetto nell'ambito della concezione corpuscolare), della doppia rifrazione in cristalli quali lo spato d'Islanda e delle frange di interferenza, apparse per la prima volta a Hooke come fenomeni di colorazione delle lamine sottili.

DISPERSIONE DELLA LUCE FISICA

Si giunse così, alla fine del Seicento, alle prime formulazioni che cercavano di inquadrare tutti i fenomeni luminosi noti in uno schema concettualmente unitario: tali formulazioni costituirono la teoria corpuscolare di Newton e quella ondulatoria di Huygens. Con la prima, il fisico inglese si propose di fondare l'ottica su basi puramente meccaniche: l'emissione di luce è interpretata come emissione di corpuscoli piccolissimi uscenti dalle sorgenti luminose e la velocità con cui essi si propagano in un dato mezzo risente dell'attrazione, del tipo di quella gravitazionale, che i corpuscoli stessi subiscono a opera delle particelle del mezzo