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rifrazioneCon l'articolo CF 03 una fenditura si è visto che con una fenditura la luce vi passa attraverso e va in linea retta a colpire lo schermo formando una fascia illuminata pressapoco della stessa larghezza della fenditura.Viene confermata la regola che tutti conoscono: la luce viaggia in linea retta.

Cosa succede se la luce deve attraversare un mezzo nel quale si propaga a velocità inferiore?

Ancora si prova ad usare il metodo di Feynman sulla somma dei cammini per scoprire che il punto sullo schermo dove è massima la propbabilità che vi giungano i fotoni non è sul prolungamento del raggio passante per la fenditura ma più vicino.

Il progetto CF 05 rifrazione è stato realizzato per trovare la direzione del raggio rifratto utilizzando l'approccio di Feynman sulla somma dei cammini la cui impostazione su Scratch è illustrata nell'articolo introduttivo "I cammini di Feynman".

 

 

 

Anche qui sono possibili diversi esperimenti.

Con [tasto S] si genera la scansione della fenditura per una specificata posizione del rivelatore sullo schermo e per un dato rapporto fra gli indici di rifrazione.

Ricordare. È il caso di attivare la modalità turbo con  tasto shift + ckick su bandierina verde.

Il "fotone esploratore" (nota 1) si muove dalla sorgente verso la fenditura e poi verso un punto dello schermo dove è stato posto il rivelatore.

Con [tasto C] si ripete la scansione della fenditura per tutte le posizioni dello schermo (seconda scansione).

Scratch permette di evidenziare il processo grazie alle sue proprietà grafiche.

Al termine della doppia scansione si possono:

  • disegnare la curva della probabilità che ha un fotone che attraversa la fenditura di essere rivelato in un dato punto dello schermo [tasto P],
  • ricostruire un possibile schema di illuminazione dello schermo tramite puntini blu [tasto O],
  • disegnare il raggio definito con le regole dell'ottica geometrica e l'applicazione della legge di Snell [tasto A].

Se si ha fretta, la curva di probabilità si ricava con [tasto G] dopodiché con [tasto U] si simula l'esperimento con i fotoni (o gli elettroni) che vengono emessi uno alla volta.

Comunque, mentre si sviluppa la ricognizione di molti cammini, con [tasto K] si può vedere il risultato atteso.

Questo  progetto è stato realizzato utilizzando i "Cammini di Feynman" già illustrati in altre pagine di questo sito:

link2: 01 un cammino

link2: 02 motli cammini

Con questo progetto sono possibili diversi esperimenti con valori diversi per il rapporto fra gli indici di rifrazione, l'ampiezza della fenditura, la sua posizione, la lunghezza d'onda lambda e la sua direzione. 

È disponibile una scheda tecnica di supporto agli esperimenti.

note

nota 1: Il fotone non sembra essere un oggetto che percorre una traiettoria (link). Questo è il motivo per cui si parla di "fotone esploratore": un oggetto di comodo che percorrere un cammino per farci dei calcoli. Di un fotone si sa dove "nasce", cioé dove viene emesso, e dove "muore", cioé dove viene assorbito (il cui punto di interazione con la materia, tra l'altro, si scopre solo dopo che l'assorbimento è avvenuto), ma non dove si trovi nel frattempo (ammesso che il termine "frattempo" per un fotone abbia senso).

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