1.5 Interazione luce e materia

Si definiscono corpi autoluminosi, quei corpi che emettono luce autonomamente.

Gli altri corpi sono quelli che possono essere visti solo se illuminati.

I corpi non autoluminosi si dividono in:

Opachi: quei corpi che non lasciano passare la luce quando una luce incide sulla loro

superficie.

Trasparenti:quei corpi che la lasciano passare luce senza diffonderla quando incide sulla

loro superficie.

Translucidi: quei corpi che lasciano passare la luce diffondendola quando incide sulla loro

superficie.

L’interazione tra luce e materia può causare i seguenti fenomeni:

cambiamento nella direzione, nella riflessione e nella rifrazione,assorbimento della

radiazione e fluorescenza.

Per la legge di conservazione dell’energia, la somma dell’energia luminosa per le parti

riflesse, trasmesse e assorbite è uguale all’energia originale.

L’assorbimento avviene nelle sostanze coloranti, che si classificano in:

Coloranti: sono sostanze che non diffondono la luce in quanto sono applicate in soluzione;

Pigmenti: sono sostanze che diffondono la luce in quanto sono applicate in dispersione.

Quando un fascio di luce interagisce su una superficie possono avvenire due fenomeni

differenti:

Riflessione, e Rifrazione.

Si ha riflessione di luce quando la luce che incide su una superficie che separa due mezzi

con indice di diffrazione diversi, il fascio incidente verrà riflesso nello stesso mezzo da cui

proviene.

Si ha una Riflessione detta speculare o regolare quando la superficie incidente è liscia

come uno specchio o un vetro.

Si ha una Riflessione diffusa quando la superficie è opaca o mattata.

I fenomeno della Rifrazione si osserva quando un fascio di luce che incide su una

superficie che separa due mezzi con indice di diffrazione diversi, il fascio incidente

attraverserà il mezzo subendo una deviazione.

I 2 fenomeni sono regolati dalle leggi di Snell e di Fresnel:

Le leggi di Snell riguardano gli aspetti geometrici.

Le leggi di Fresnell riguardano gli aspetti energetici.

1° legge Snell: la direzione del fascio incidente, di riflessione e di rifrazione giacciono su

un piano normale alla superficie di separazione dei mezzi detto piano di incidenza.

2° legge di Snell: l’angolo della luce incidente è uguale a l’angolo della luce riflessa.

3° legge di Snell: il rapporto del coseno tra l’angolo della luce rifratta e quella incidente è

costante.

Quando una luce passa da un mezzo con un indice di rifrazione minore a uno con indice di

rifrazione maggiore l’angolo della luce rifratta è minore di quella incidente. (esempio aria -

vetro).

Quando una luce passa da un mezzo con un indice di rifrazione maggiore a uno con indice

di rifrazione minore, l’angolo della luce rifratta è maggiore di quella incidente. (esempio

vetro-aria).

Le leggi di Fresnel riguardano gli aspetti energetici e cioè il rapporto tra il flusso (l’energia

nel tempo) tra la luce riflessa o rifratta e la luce incidente.

Tutte le superfici dei materiali hanno una particolare scabrezza detta anche goffratura o

tessitura il quale viene misurata dalla lucidezza superficiale o gloss.

Lo strumento che misura la lucidezza delle superficie dei materiali si chiama glossmetro e

misura il rapporto tra la riflessione del materiale in oggetto e quella di una superficie di

riferimento che solitamente è una piastrella nera di vetro che misura secondo differenti

angoli di riflessione: 20, 60, 85 °.

Si misurano:

a 20° solo le superfici lucide tipo quelle verniciate,

a 60° quasi tutte le superfici,

a 85° solo le superfici opache.