I colori della luce bianca

Un arcobaleno di domande

Di professione faccio l'architetto.  Mi interesserebbe sapere come è possibile dividere un fascio di luce bianca, normale luce proveniente di una lampadina alogena, nei diversi colori. Banalmente mi sono procurato alcuni prisma in vetro ma il risultato ottenuto è di scarsa rilevanza. Potete darmi consigli utili?

Simone Del Portico
3 marzo 2008

L’architetto Del Portico non specifica il procedimento utilizzato per evidenziare lo spettro luminoso della lampadina alogena e il motivo per cui giudica scarsamente rilevante il risultato; perciò posso solo indovinare che probabilmente abbia visto un “arcobaleno” slabbrato e confuso.
Il fatto è che perché si formi uno spettro nitido occorre che la luce bianca incidente sul prisma sia parallela e compresa in un fascio ristretto. La necessità del parallelismo  è illustrato nella figura 1 dove i raggi 1 e 2 provenienti da punti diversi di una sorgente estesa, incidendo nello stesso punto A del prisma con diversa inclinazione si rifrangono con angoli diversi e nell’uscire dal prisma nei due punti B1 e B2 producono spettri luminosi le cui zone centrali si sovrappongono.

Raggi di luce bianca incidenti su un prisma

La necessità che il fascio di luce sia ristretto è illustrata dalla figura 2. Sullo schermo (o nella retina dell’osservatore) la zona di sovrapposizione delle diverse lunghezze d’onda è ampia quanto il fascio di luce ed è delimitata da una parte e dall’altra da sottili zone difficilmente percepibili che corrispondono alle lunghezze d’onda più lunghe e più corte del visibile (nella figura il rosso e il violetto).

Fascio di luce bianca incidente su un prisma

La condizione di parallelismo è verificata con buona approssimazione con la luce solare ma non con la luce emessa da una lampadina. Per rendere parallela la luce della lampadina si può mettere la sorgente luminosa nel fuoco di una lente convergente (d’ingrandimento) oppure isolare una “fetta” di radiazione luminosa accettabilmente poco divergente anteponendo al prisma uno schermo in cui si sia tagliata una fessura (o meglio due schermi con fessure allineate). Con ciò l’intensità luminosa si riduce: per vedere lo spettro, per esempio proiettandolo su una parete, può essere necessario ridurre la luminosità ambientale.
Invece di ricorrere a un fenomeno di dispersione per rifrazione lo spettro può essere agevolmente osservato per diffrazione con un comunissimo cd. Anche in questo caso per avere una risposta nitida si deve delimitare l’area che riceve la luce. Basta coprire la maggior parte della superficie incisa del disco lasciando libera una sottile striscia diametrale larga 1 o 2 mm. L’operatore espone il disco alla luce, orientandolo in modo che la luce riflessa sia diretta verso i suoi occhi (fig 3). Cambiando l’inclinazione del disco può osservare il succedersi delle radiazioni di diversa lunghezza d’onda che compongono la luce emessa dalla sorgente.

Luce riflessa da un cd

Silvia Pugliese Jona Associazione per l'Insegnamento della Fisica (AIF)

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