Come viaggia la luce
I Fondamentali
Sia fatta la luce!
Lezione 2: La velocità della luce
- Ciò che muove la luce
- Campi elettromagnetici (EM)
- L'anatomia della luce
In questa lezione imparerai cos'è la luce, da dove proviene e perché diventa uno spettro quando viene esposta a un prisma.
Cosa muove la luce?
Sappiamo tutti che la luce si muove, ma non è come se avesse dei piedini minuscoli. Quindi cosa la muove? Quando pensi a quanto velocemente viaggia la luce solare per raggiungere la Terra, ti chiedi come si muova. Che attraversi l'universo a 186.000 miglia al secondo è uno dei veri misteri della scienza, perché per noi è semplicemente lì, tutto il tempo. Ogni giorno. La luce non sembra che stia viaggiando per arrivare qui. Sembra che sia sempre stata qui. E il sole è una bella sensazione! Ci rende felici. Ci manca quando se ne va e siamo felici quando torna. Questa non è solo una valutazione soggettiva. C'è una ragione scientifica per questo. La luce influenza il nostro umore.
Per capire come compie queste imprese celestiali di magia, immagina un microscopio che ci permettesse di guardare la luce da vicino. Sarebbe facile pensare che solo perché la luce può muoversi solo in linea retta, quella luce stessa sia dritta, come uno spaghetto secco. Ma ci sbaglieremmo. Anche se la luce viaggia in linea retta, in apparenza sembra più un noodle Ramen che uno spaghetto secco. È ondulato. Le onde luminose vibrano. E quella vibrazione fa sì che un raggio di luce si irradi lontano dalla sua fonte. Pensa a un diapason. Il diapason è la fonte della vibrazione. Non puoi vederlo vibrare perché si muove avanti e indietro più velocemente di quanto il tuo occhio possa vedere. Ma puoi sicuramente sentirlo e puoi percepire la sua vibrazione. Ogni piega in quel noodle Ramen È la vibrazione... il movimento avanti e indietro del diapason. Ma cosa causa le pieghe? Le pieghe sono create da un campo elettromagnetico (EM).
Campi elettromagnetici (EM)
Campi elettromagnetici sono generate dalla rotazione di grandi corpi planetari come la Terra o il Sole. Il nucleo fuso della Terra gira mentre la Terra gira, e l'attrito che crea mentre gira genera il campo magnetico terrestre. Se hai mai visto l'aurora boreale, hai visto il campo magnetico terrestre all'opera. Quel campo magnetico è ciò che fa sì che l'aurora si increspi in onde nel cielo. Le particelle elettricamente cariche vengono espulse dal sole quando crea quelle orribili, spaventose scoregge solari... tecnicamente chiamate "espulsioni di massa solare" o "brillamenti solari". Quelle più grandi interagiscono con la magnetosfera che circonda la Terra, creando quello spettacolare spettacolo di luci. Ma elettricità e magnetismo lavorano anche insieme per creare ciò che percepiamo come "colore".
Lo so…che importa? Bene, se stai cercando di capire il colore, lo fai TU, perché quell'oscillazione avanti e indietro mentre questi due campi si attraggono a vicenda assume la forma fisica di un'“onda”. Onde Sono la vibrazione. È ciò che si irradia verso l'esterno dalla sorgente, che si tratti di un diapason o di un sole. Le onde sono ciò che fa muovere la luce. La velocità di quell'oscillazione avanti e indietro è ciò che fa muovere la luce così velocemente. Ed ecco la parte interessante... l'oscillazione costante di quell'onda e la velocità alla quale vibra sono ciò che fa sì che la luce solare che sembra dorata o bianca al nostro occhio nudo si trasformi nei colori che compongono lo spettro.
Ma come fa il campo EM a farlo? I campi EM sono in realtà due entità separate... campi elettrici e campi magnetici. I campi elettrici creano campi magnetici e i campi magnetici creano campi elettrici. La loro relazione reciproca è identica alla relazione che abbiamo con gli alberi. L'albero espira l'ossigeno che respiriamo. A nostra volta, espiriamo l'anidride carbonica che l'albero respira. Ognuno di noi ha bisogno di ciò che l'altro ha per esistere.
Oscillazione
Questo avanti e indietro tra alberi e persone è proprio come l'andare avanti e indietro simbiotico tra campi elettrici e magnetici. Esistono in un ciclo infinito di movimento avanti e indietro chiamato "oscillazione". Quel continuo avanti e indietro spinge le onde in avanti. La velocità di quell'andare avanti e indietro fa sì che le onde si muovano davvero molto velocemente. Come il diapason, l'oscillazione è troppo veloce perché il nostro occhio nudo possa percepirla. Ma come le gocce d'acqua nell'aria che creano arcobaleni in natura, il vetro di un prisma fa la stessa cosa. Quando la luce passa attraverso il vetro, ci consente di scomporre le onde luminose nelle parti anatomiche che chiamiamo "colore". Perché queste bande hanno colori diversi? La risposta breve è che non tutte le onde sono uguali. La risposta più lunga è l'argomento della nostra prossima lezione: "Dinamica delle onde".