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Dentro al fenomeno
Ciò che accade nell’impressione di una pellicola è un fenomeno di
ionizzazione. L’argento, presente in forma di sale in molte pellicole
fotografiche, è infatti molto sensibile a questo processo ove, per la sua
natura elettronica, è soggetto alla perdita di un elettrone e, portando a un
annerimento della pellicola. Come può avvenire questa sorta di
trasformazione? Il ragionamento si basa sulla forza di Lorentz che agisce
su quell’elettrone, in modulo: F L = eE + evB , ricordando B E = E/c. La
forza elettrica è F E = eE, quella magnetica F M=evB=evE/c. Il rapporto
risulta: F M/F E = v/c. La forza dovuta al campo magnetico è debole per
velocità non comparabili a quella della luce. In effetti gli elettroni di
valenza coinvolti non hanno velocità vicine a quelle della luce, quindi
possiamo essere persuasi che solo il campo elettrico possa di fatto agire
in processi fotochimici. Si potrebbe poi aggiungere l’impossibilità del
campo magnetico di compiere lavoro.
fenomeno luce. e lo stesso accadrebbe
se essi influissero allo stesso modo
sull’ambiente circostante.
le loro interazioni con la materia, però,
sono in genere diverse. ecco dunque
che quando l’onda di luce incide sullo
specchio, i due campi si comportano in
modo diverso nella riflessione. tanto più
un riflettore è perfetto, tanto più sarà
anche un conduttore perfetto. Da questo
fatto si stabilisce che il campo elettrico
sia nullo sulla superficie dello specchio,
dove avrà un nodo. al contrario, lì il
campo magnetico avrà un antinodo.
in un’onda stazionaria, perciò, i due campi
risultano sfasati: il massimo di uno non
corrisponde più al massimo dell’altro.
p schema dell'apparato
realizzato da wiener, con il
quale egli dimostrò l'esistenza
delle onde di luce stazionaria.
b
e
superficie perfettamente riflettente
anzi, grazie al particolare cambio di
fase si ha che a un massimo del campo
elettrico corrisponde un minimo del
campo magnetico.
per vedere ci vuole campo... elettrico
con queste nuove informazioni, ritorniamo
alle righe impresse sulla pellicola. adesso
abbiamo dei punti di riferimento per
orientarci, per leggere in modo corretto
quelle righe.
Vedremmo che vicino allo specchio non
abbiamo alcuna riga, mentre subito dopo
sì (a distanze non certo casuali). allora,
ciò che prima abbiamo identificato come
segni lasciati dagli antinodi della luce sono
da attribuire all’azione del campo elettrico,
fascio di luce
collimato
onda piana
monocromatica
emulsione
fotografica
(pellicola)
vetro negativo
o meglio dei suoi antinodi.
Quando, nel 1890, Wiener ottenne risultati
di questo tipo, li interpretò a sostegno
degli esperimenti di hertz sulle onde radio.
egli era comunque conscio del fatto che
la spiegazione di questi fenomeni fosse
ancora lacunosa (l’equazione della forza
di lorentz, per esempio, è del 1892).
Dall’analisi della disposizione delle righe
sulla pellicola scaturisce dunque una
conclusione molto importante: gli effetti
fotochimici, anche senza una situazione
di onde stazionarie, che serve solo per
non “mischiare” gli effetti dei due campi,
sono prodotti dal campo elettrico. in
altre parole: quando la luce innesca un
processo chimico, esso è attribuibile al
campo elettrico. accade per esempio con
la fotosintesi o anche con la nostra vista:
l’uomo, all’interno dello spettro visibile,
vede il campo elettrico.
Un’impostazione come quella mostrata
qui permette di collegare onde, luce e
teoria elettromagnetica, evitando una
frammentarietà spesso presente in
questi argomenti di fisica. il contesto
storico avvalora il percorso, anche
concettuale, che ha permesso lo studio e
la comprensione dei fenomeni esposti da
parte di grandi scienziati del passato. -
Q per proporre esperienze, progetti, attività:
linxedizioni.it/contatti
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ottobre 2009 37
enrico pergheM
dopo aver conseguito la
maturità classica, si è
laureato in fisica presso
l’Università cattolica del
sacro cuore di brescia,
con una tesi in storia
della fisica.