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Vecchio 26-01-2006, 10.16.45   #1
Ricerca
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Luce, materia e ombra.

La Luce può viaggiare solo nel vuoto, dove sono presenti molecole di qualsiasi cosa, fatica a filtrare e diventa più tenue.
Nell'aria ad esempio, la maglia molecolare ha una minor quantità di molecole rispetto al vuoto, quindi la luce (fatta di protoni, neutroni ed elettroni) passa più facilmente (credo...).
Mano a mano che scendendo dall'alto al basso (nel nostro caso dal sole alla terra) incontra oggetti con una maglia molecolare più fitta (ad esempio le nuvole o i gas di scarico) e questo ne attenua il potenziale apporto di energia/calore.
Per chiarire, basti pensare all'ombra di un oggetto... l'ombra sta ad indicare che la luce è passata comunque, ma in misura mooooolto minore. Se la luce non fosse passata per niente, ma fosse rimasta "imprigionata" nell'oggetto (come se neutroni, elettroni, protoni fossero rimasti appiccicati alle molecole che compongono l'oggetto), l'area definita dall'ombra dell'oggetto, sarebbe completamente nera e non un semplice velo scuro che rende gli oggetti dai colori meno luminosi.
Quindi più è intensa l'ombra, più è fitta la maglia molecolare (e quindi la massa) dell'oggetto in questione.

Se la Terra è colpita/attraversata dai raggi solari (come un qualsiasi oggetto presente sulla sua superficie e sollevato dal suolo) dove possiamo verificare la densità della sua massa? Dove si proiettà la sua ombra se attorno abbiamo il "vuoto"?

La Terra è assimilabile alla struttura individuata da Bohr per descrivere l'atomo? In effetti essa ha un nucleo, che come quello dell'atomo attrae verso il centro, parlo ovviamente del magnetismo (...)
A questo punto, l'Universo, guardato da Lontano come se fosse un superficie qualsiasi composta da atomi e vuoto tra loro (quel vuoto che costituisce la forza che li tiene uniti e separati allo stesso tempo), non è forse governato dalle stesse medesime leggi fisiche che osserviamo attorno a noi? Consideriamo per semplicità i pianeti come se fossero gli atomi del tessuto in questione....

Sono deduzioni corrette?

Bhà... reminiscenze del liceo
Ricerca is offline  
Vecchio 26-01-2006, 10.47.02   #2
alessiob
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Si sono corrette. Il paragone è forzato, ma il punto di vista impeccabile.
alessiob is offline  
Vecchio 26-01-2006, 11.28.50   #3
nexus6
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Messaggio originale inviato da Ricerca
La Luce può viaggiare solo nel vuoto, dove sono presenti molecole di qualsiasi cosa, fatica a filtrare e diventa più tenue.
Nell'aria ad esempio, la maglia molecolare ha una minor quantità di molecole rispetto al vuoto, quindi la luce (fatta di protoni, neutroni ed elettroni) passa più facilmente (credo...).


Ci sono molti errori.

1. la luce non può viaggiare solo nel vuoto, naturalmente.

2. l'"aria" non ha una minor quantità di "molecole" rispetto al vuoto, semmai è il contrario.

3. la luce non è fatta di protoni, neutroni, elettroni. La luce (per esteso radiazione elettromagnatica) è fatta di fotoni (quanti di massa nulla).


Citazione:
Mano a mano che scendendo dall'alto al basso (nel nostro caso dal sole alla terra) incontra oggetti con una maglia molecolare più fitta (ad esempio le nuvole o i gas di scarico) e questo ne attenua il potenziale apporto di energia/calore.
Per chiarire, basti pensare all'ombra di un oggetto... l'ombra sta ad indicare che la luce è passata comunque, ma in misura mooooolto minore. Se la luce non fosse passata per niente, ma fosse rimasta "imprigionata" nell'oggetto (come se neutroni, elettroni, protoni fossero rimasti appiccicati alle molecole che compongono l'oggetto), l'area definita dall'ombra dell'oggetto, sarebbe completamente nera e non un semplice velo scuro che rende gli oggetti dai colori meno luminosi.
Quindi più è intensa l'ombra, più è fitta la maglia molecolare (e quindi la massa) dell'oggetto in questione.
Qui più o meno ci siamo; l'attenuazione di cui parli avviene poichè i fotoni subiscono numerosi processi di assorbimento ed emissione da parte degli atomi/molecole che compongono i materiali.


Citazione:
Se la Terra è colpita/attraversata dai raggi solari (come un qualsiasi oggetto presente sulla sua superficie e sollevato dal suolo) dove possiamo verificare la densità della sua massa? Dove si proiettà la sua ombra se attorno abbiamo il "vuoto"?
La Terra non può venire attraversata dai fotoni provenienti dal sole; semmai viene attraversata da altri tipi di particelle, tipo i neutrini.

Se vuoi vedere l'ombra della Terra, basta che osservi un eclisse di Luna, quando la Terra si frappone tra Sole e Luna ed essa entra nel cono d'ombra prodotto dalla Terra.


Citazione:
La Terra è assimilabile alla struttura individuata da Bohr per descrivere l'atomo? In effetti essa ha un nucleo, che come quello dell'atomo attrae verso il centro, parlo ovviamente del magnetismo (...)
A questo punto, l'Universo, guardato da Lontano come se fosse un superficie qualsiasi composta da atomi e vuoto tra loro (quel vuoto che costituisce la forza che li tiene uniti e separati allo stesso tempo), non è forse governato dalle stesse medesime leggi fisiche che osserviamo attorno a noi? Consideriamo per semplicità i pianeti come se fossero gli atomi del tessuto in questione....
Qui il discorso è lungo, comunque no, la terra non è affatto assimilabile all'atomo di Bohr.

Certo le forze sono le stesse (ve ne sono solo di 4 tipi) sia a grande scala (dove prevalgono quelle di un certo tipo) sia a piccola scala (dove prevalgono quelle dell'altro tipo). Il fatto che il moto dei pianeti è "simile" a quello degli elettroni nell'atomo di Bohr, deriva dal fatto che la forza gravitazionale e quella elettrica hanno notevoli caratteristiche in comune: sono inversamente proporzionali al quadrato della distanza tra le cariche e direttamente proporzionali al prodotto delle cariche (elettriche e "gravitazionali").

Comunque nell'atomo di Bohr è presente il concetto di "orbita" elettronica ed è per questo che è stato superato.

Ultima modifica di nexus6 : 26-01-2006 alle ore 11.34.37.
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Vecchio 27-01-2006, 13.30.51   #4
Lucio Musto
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Re: Luce, materia e ombra.

Citazione:
Messaggio originale inviato da Ricerca
La Luce può viaggiare solo nel vuoto, dove sono presenti molecole di qualsiasi cosa, fatica a filtrare e diventa più tenue.....

Naturalmente le precisazioni di Nexus6 sono scientificamente più corrette, ed anzi occorre dire che "c'è andato leggero", nel senso che cortesemente non ha voluto puntualizzare troppo.

Ma devo dire che la visione della luce e dell'ombra di "ricerca" è molto più poetica!
Particolarmente mi piace l'immagine delle molecole che si passano la luce l'un l'altra, come in un gioioso gioco con la palla e la visione dell'ombra come penetrazione maggiore o minore della luce...

"...La luce di colui che tutto move,
"nell'universo penetra e risplende
"in qualche loco più, e meno altrove...

Molto bello, grazie!
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Vecchio 27-01-2006, 20.02.03   #5
nexus6
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Un po’ di cose sparse su luce e materia (visto che siamo nella sezione Scienze).

Con “luce” tecnicamente si intende la parte di radiazione elettromagnetica visibile dall’occhio umano (e più o meno dagli altri animali).

Il mediatore della forza elettromagnetica (uno dei 4 tipi di forze) è appunto il fotone, che viene considerato attualmente una particella elementare di massa nulla (elementare in quanto non composta da “sottoparticelle”, come per esempio protoni ed neutroni). “Mediatore” in quanto fa da “intermediario” in tutte le situazioni in cui si esplica l’azione della suddetta forza. Una “particella”, in generale, possiede entrambe le proprietà corpuscolari ed ondulatorie (il noto dualismo onda-corpuscolo). Ora formalmente la descrizione quantistica dell’elettromagnetismo è molto complicata ed è delegata alla teoria chiamata “elettrodinamica quantistica” (QED), che ha ricevuto e riceve notevoli verifiche sperimentali; la teoria classica dell’elettromagnetismo notevolmente più semplice, ma non quantistica, è quella di Maxwell.

Ora vi chiederete giustamente cosa c’entra la forza elettromagnetica, con la radiazione em (campo em) o le onde em.; a questo livello vi dovete accontentare della seguente spiegazione terra terra: sono riferite a teorie elettromagnetiche (ovvero teorie che spiegano i fenomeni elettromagnetici) diverse. Nella spiegazione classica di Maxwell si parla solo di onde em, di campi em e della relativa forza em (non vi sono aspetti quantistici); la QED è una teoria quantistica dei campi (una cosa alquanto complessa) che descrive tutte le interazioni che avvengono per mezzo della forza elettromagnetica tra particelle cariche elettricamente. Queste interazioni em avvengono tramite lo scambio di fotoni, appunto i quanti del campo em, e per questo si parla di teoria quantistica della luce; insomma l’energia associata al campo non è continua, ma quantizzata. La QED fa appunto questo: “quantizza” il campo em “classico”.

L’energia di un fotone è direttamente proporzionale alla sua frequenza: fotoni X (raggi X) hanno energia elevata (sono molto pericolosi per la materia organica), i fotoni UV (ultravioletti) sono meno energetici, ma comunque pericolosi per noi (gli occhiali da sole contengono filtri per gli UV), i fotoni visibili sono appunto la luce, poi vi sono i fotoni infrarossi, le microonde, e le onde radio (che hanno frequenze bassissime); come avrete notato per i fotoni energetici si parla di “raggi”, mentre per quelli meno energetici ho parlato di onde. Ebbene questa distinzione ha motivazioni storiche e fisiche, legate al dualismo onda-corpuscolo, che richiederebbe molto più spazio di questo, per essere spiegato (lo si può fare magari in un altro thread).
Comunque la radiazione e.m. (onde e.m.) trasporta ENERGIA elettromagnetica (non trasporta solo questo, comunque, ora non è importante).

La materia (in senso fisico) è composta principalmente da atomi e molecole (che sono composte da due o più atomi legati dalla forza elettromagnetica); gli atomi sono sistemi composti da un nucleo (in cui stanno protoni e neutroni) e da elettroni in stati “legati” (al nucleo). Gli elettroni “sciamano” (non andate a dirlo in giro!!) intorno al nucleo molto più pesante. La materia può essere più o meno densa e ciò non c’entra nulla con la massa, come ha detto Ricerca; il tutto si spiega facilmente con la formuletta: densità = massa / volume. I gas (esempio l’aria) in condizioni normali (temperatura e pressione ambiente) sono MOLTO meno densi dei liquidi o di sostanze solide, dunque parlando molto terra terra i fotoni hanno meno difficoltà (vengono assorbiti di meno) nei gas che nei liquidi e nei solidi. Questa frase che ho appena scritto NON è valida in generale, ma dipende come dirò più avanti, dalla frequenza della radiazione e.m. e dal tipo di materia in questione.

Quando arriva della radiazione e.m. (->fotoni) questi interagiscono in vari modi con gli atomi di cui è composta la materia (anche l’aria è materia…); i fotoni possono essere assorbiti dalla materia, per esempio, aumentando le vibrazioni degli atomi e delle molecole dei materiali, possono essere in parte riflessi dai materiali (pensate alla parte di luce solare riflessa dalla Luna verso di noi o semplicemente a noi che ci specchiamo…) e possono essere trasmessi, ovvero la radiazione incidente in generale, un po’ viene riflessa, un po’ assorbita ed un po’ trasmessa (ovvero passa indisturbata nel materiale, pure se lo spessore è notevole). Le varie percentuali di queste tre componenti variano MOLTO al variare della frequenza della radiazione e del tipo di materiale in questione. Vi sono molteplici fenomeni che coinvolgono l’interazione tra i fotoni e gli atomi presenti nel materiale, ma non vorrei mettere troppa carne al fuoco, dunque mi fermo qui e chiedo agli interessati (se ci sono) se ci hanno capito qualcosa.

Posso fare solo un piccolo interessante esempio: un certo tipo di onde radio vengono totalmente riflesse da uno strato gassoso di atmosfera chiamato “ionosfera” e questo fenomeno viene sfruttato per comunicazioni a lunghissima distanza; essenzialmente un certo tipo di onde radio (certe frequenze -> certi fotoni) riflettono/rimbalzano contro la ionosfera e vengono rinviate verso terra. Onde radio dalla frequenza differente, invece passano indisturbate la ionosfera e dunque si dice, in questo caso, che essa è trasparente a quel tipo di onde. Un materiale, dunque, non è trasparente in assoluto, ma questa proprietà dipende dalla frequenza della radiazione elettromagnetica che incide su di esso e dal materiale stesso. Naturalmente anche lo spessore è importante: a parità di materiale assorbente (mettiamo che assorba, non so, il 5% della radiazione incidente nel primo millimetro di spessore) più aumenta lo spessore, più luce viene assorbita e meno viene trasmessa (cioè attraversa indisturbata tutto lo spessore). Deve valere, però, questa importante equazione: energia incidente = energia riflessa + energia assorbita + energia trasmessa.


Queste mie vaghe spiegazioni dall’aspetto divulgativo, sono corrette in generale, ma richiedono parecchie precisazioni e ciò riguarda pure l’atomo di Bohr, che non credo che sia stato bene compreso.




ps. ditemi se ci avete capito qualcosa...

Ultima modifica di nexus6 : 27-01-2006 alle ore 20.04.06.
nexus6 is offline  
Vecchio 27-01-2006, 20.38.17   #6
Lucio Musto
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Messaggio originale inviato da nexus6
Un po’ di cose sparse su luce e materia (visto che siamo nella sezione Scienze).


ps. ditemi se ci avete capito qualcosa...


Parlando per me devo dire, nexus6, che ci ho capito molto, nonostante le mie cognizioni siano MOOlto datate e la mia mente non più frizzante come un tempo.

Ma la cosa che apprezzo sono le tue doti di divulgatore.
Senza inutili "incensamenti" trovo che molto spesso riesci a rendere accessibili concetti anche abbastanza "diccifligottini!", come diceva un comico degli anni '50.

Chissà! probabilmente sei giovane, e con un piccolo sforzo (o solo con qualche limatina) diventi un nuovo grosso comunicatore di scienza; come Piero Angela, o suo figlio, che mi pare stia migliorando rapidamente.

Per cui forza!... ed auguri!... i nostri giovani hanno bisogno di chi faccia loro capire le cose, più che di professoroni puri e semplici!
Lucio Musto is offline  
Vecchio 27-01-2006, 22.21.44   #7
nexus6
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Ti ringrazio per i complimenti e, visto che sei interessato, ti chiedo: quali sono i punti che hai trovato meno chiari?

La divulgazione ti assicuro che è una cosa molto difficile: bisogna assicurarsi innanzitutto del tipo di pubblico al quale è indirizzata (questo non potrà essere omogeneo) e dunque scrivere un qualcosa che per quel dato pubblico abbia un senso, "piegando" molti concetti affinchè risultino il più possibile comprensibili. Il problema è che per molti tale operazione non è sufficiente, poichè mancano proprio le basi, per altri, invece, queste semplificazioni sono eccessive poichè il loro livello di conoscenze consentirebbe un approccio più "formale".

Queste semplificazioni sono notevolmente complicate (per chi le deve compiere!), se si vuole che lo scritto sia tutto sommato corretto; a volte si rinuncia alla totale corretta e completezza, per lasciar posto ad una spiegazione più comprensibile.

E non ti dico quanto "male" possa fare semplificare troppo certi concetti magari particolarmente affascinanti e non poterli rivelare perchè troppo complessi...; proprio in questo campo (radiazione & co.) si potrebbero dire tante di quelle cose interessanti... potrei scrivere per giorni...

... chissà magari un giorno...

... in questa vita...

... oppure in un'altra...


Ultima modifica di nexus6 : 27-01-2006 alle ore 22.35.26.
nexus6 is offline  
Vecchio 27-01-2006, 23.26.51   #8
Lucio Musto
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Messaggio originale inviato da nexus6
Ti ringrazio per i complimenti e, visto che sei interessato, ti chiedo: quali sono i punti che hai trovato meno chiari?


Assolutamente nessun punto, caro nexus6, della tua veloce panoramica mi ha procurato difficoltà, ma questo anche perché la mia preparazione scientifica è adeguata.

So invece per dolorosa e spesso impotente esperienza di essere io incapace, qualche volta, a "volgarizzare" concetti anche non difficilissimi come noto invece che a te sembri naturale.

E perciò (non senza una punta d'invidia, lo ammetto) che ho voluto farti i miei complimenti ed auguri .

A riprova di quanto detto mi permetto di allegarti qui un brevissimo raccontino frutto (leggermente romanzato) di una mia recente esperienza.

Con ogni simpatia
Files allegati
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Lucio Musto is offline  
Vecchio 28-01-2006, 11.38.01   #9
nexus6
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Significativo il tuo racconto; esprime proprio quella difficoltà e quel "dolore" di cui ti parlavo, ma vedo che tali "sentimenti" li hai provati anche tu e dunque non devo dirti altro.

nexus6 is offline  

 



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