Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Rilflessione e riflessione alla Bragg

Salve.
In pratica il modello dello scattering per spiegare la riflessione della
luce su una superficie (vetrosa o metallica che sia), visto che vengono
chiamati in causa gli oscillatori (atomi ed elettroni)di tutto il corpo
del materiale riflettente, è identico a quello di Bragg.
Il modello di Bragg, però, ha bisogno di una ordianta struttura
cristallina, mentre sappiamo che anche materiali e mezzi amorfi riflettono
specularmente (=in obbedianza alla legge dell'uguaglianza dell'angolo di
incidenza con quello di riflessione).
Qualcuno sa ricucirmi questa ioncogruenza?
Come è possibile la costruzione del raggio riflesso a partire da
oscillatori dispsti a caso?
Luciano Buggio.
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 Qualcuno sa ricucirmi questa ioncogruenza?
Non ho risposto al tuo post del 13, essenzialmente per due ragioni:
a) C'erano talmente tante domande, che rispondere avrebbe significato
scrivere un trattato di ottica. E siccome di ottimi trattati ne esistono
parecchi, non mi sembrava il caso. Voglio dire che la strada per capire
tutte queste cose e' una sola: *studiare* la fisica.
b) E' anche difficile sentirsi disposto a spendere tempo e fatica per
dare soddisfazione a uno che ti dice "ti stai arrampicando sugli
specchi". Se e' cosi', qualunque cosa io dica non l'accetterai mai con
serenita', ma sempre col sospetto che stia imbrogliando le carte;
quindi...
Sulla questione specifica che poni ora: la differenza fondamentale sta
nella lunghezza d'onda della radiazione. Il comportamento delle onde
diffuse dei singoli atomi e' molto diversa nel caso di luce visibile (l.
d'onda assai maggiore delle distanze interatomiche) e per i raggi X (l.
d'onda dello stesso ordine di quelle distanze). Solo nel secondo caso si
possono vedere i fenomeni alla Bragg.
Per maggiori dettagli, rimando ai soliti libri...
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
-------------------

 scrivere un trattato di ottica.
(cut)
Allora ne estrpolo una sola, quella finale, alla quale la risposta pinso
possa essere secca.
Copio ed incollo:
*Quando si studia la riflessione, mi pare, come in tutte le cose, si debba
cominiciare dal più semplice, e nel caso della riflessione della luce il
più semplice è la * riflessione e basta*,  (se
c'è) o comunque la luce in quanto riflessa, non la luce riflessa *e anche*
in parte trasmessa: questo è più complesso.
In una parola, lo scattering funziona per la riflessione metallica?*
Per non appesantirti, mi riservo di replicare in altro momento al merito
del tuo presente reply.
Ciao.
Luciano.


 In una parola, lo scattering funziona per la riflessione metallica?*
Non sempre il piu' semplice e' quello che sembra tale.
In particolare, a livello atomico la riflessione aprziale da un mezzo
trasparente e' piu' semplice da studiare della riflessione metallica.
Comunque la risposta e' si': lo scattering funziona, solo che bisogna
necessariamente mettere in conto anche l'assorbimento.
I fotoni si propagano pochissimo all'interno del metallo, ma un po' si
propagano, e risentono fortemente delle condizioni che trovano.
Naturalmente queste sono soltanto parole: il calcolo e' tutt'altro che
semplice.


 -------------------


 risposto
Nessun problema: non faccio che consultare una tabella in Born e Wolf,
"Principles of Optics"...
Ovviamente la penetrazione dipende dal metallo e dalla lunghezza d'onda.
I dati si riferiscono alla riga gialla del sodio (589 nm).
La profondita' di penetrazione e' definita come quella alla quale
l'intensita' si riduce di un fattore 1/e.
Argento: 14 nm.
Alluminio: 9 nm.
Oro: 17 nm.
Rame: 18 nm.
La tabella e' molto piu' lunga, ma credo possa bastare.
Dimenticavo: questi sono risultati di misure. Come gia' detto, il
calcolo teorico e' possibile, ma e' complicato.
E ripeto, per evitare equivoci: con questo non intendo che non si sappia
fare o roba del genere. Intendo solo che ci vuole piu' lavoro, piu'
calcoli, formule piu' difficili.


 La tabella e' molto piu' lunga, ma credo possa bastare.
Potresti per cortesia, se c'č, dirmi i nanometri dell'argento?
Ciao,
Luciano Buggio.


 Potresti per cortesia, se c'e', dirmi i nanometri dell'argento?
Ma scusa, l'argento sta al primo posto... O non ho capito niente?


 Argento: 14 nm.
(cut)
Non so proprio come non ho fatto a vedere, in testa alla lista, proprio
l'Ag di cui che poi ti ho 
chiesto.
Cmq.
Se prendiamo una lamina di argento dello spessore di 14 nm (lo si fa
normalmente con pioggia di 
atomi sul un supporto di vetro, fatti sublimare sotto vuoto da un
pezzettino di metallo fatto 
aderire ad un filamento  incandescente) e vi facciamo arrivare della luce 
(gialla, secondo 
quanto tu dici) di intensità I, la quantità che mancherà all'appello al di
là dello spessore sarà
1)   I/e = I*0,368.
Questa intensità non sarà stata assorbita, ma riflessa e la quantità
trasmessa sarà
2)   I(1-0,368) = I*0,632.
Questo non è che un normalissimo specchio semiriflettente che si usa
correntemente in ottica
quando serve dividere a metà l'intensità del raggio, deviando la parte
riflessa di 
90° (es. Interferometri)
Infatti, secondo la formuala che deriva dalla mia teoria della
riflessione-trasmissione attraverso
la barriera di potenziale (alternativa allo scattering)
[ vedi:
http://www.scuoladifisica.it/One%20Chapter%20Six-Five.html
e, per quanto riguarda lo specchi osemiriflettente:
http://www.scuoladifisica.it/lezione10.html
 (fai andare il cursore fino al
paragrafo 2.i)],
formula che è 
3) I= p/cosx 
dove I è la percentuale riflessa, p la percentuale di luce riflessa con
incidenza ortogonale
e x l'angolo effettivo di incidenza,
mandando il raggio a 45° ed essendo nel nostro caso p=0,368
avremo 
4)   I(45°) =O,368/0,7071= 0,50 circa
La metà della luce viene riflessa e la metà trasmessa.
Osservazioni:
1) - La lunghezza del giallo e di circa 600 nm.
Ebbene lo strato d'argento ha uno spessotre che è circa la
quarantesima-cinquantesima parte di 
tale lunghezza d'onda, e non capisco proprio come un teoria (come quella
dello 
scattering, che punta su interferenze costruttive ad opera di onde
nascenti all'
interno del corpo metallico) possa funzionare con uno spessore così
piccolo: attendo ancora 
un tuo anche debole chiarimento in proposito, non basta dire: "funziona ma
è difficile 
spiegarlo e poi  tu sei ignorante e non capiresti le formule.
2) - Secondo quanto dici,i 14 nanometri dovrebbero andar bene solo per la
luce gialla,
mentre per la mia teoria valgono per tutta la gamma del visibile.
D'altronde lo conferma 
l'esperienza: lo SST (specchio semitrasparente) conserva tutti i colori
sia in riflessione 
che in trasmissione.
3) - L'asorbimento dell'SST descritto è quasi nullo.
4) - Non credo (è una scommessa) che esistano trattazioni con oggetto il
funzionamento dello
SST: ti prego di segnalarmene, se ne conosci qualcuna.
E' una cosa da "sperimentali", alla quale non è stata prestata molta
attensione.
Lo specchio semiriflettente è "dato per scontato"ed entra "per intero"
nella letteratura
scientifica.
Di certe cose si preferisce non parlare.
E te lo dimostro subito, facendoti vedere cosa succede quando si cerca
incautamente (leggi: 
non avendo una teoria accreditata) di vivisezionarlo.
Franso selleri è un serio fisico teorico, titolare, oltre che di cattedra
e dipartimento 
anche di un istituto di fisica nucleare, da lui fondato, in cui non
predica certo le sue eresie,
o comunque non solo.
Senti che descrizione dà del funzionamento di un SST.
Traggo da F.Selleri : Paradossi e realtà - Saggio sui fondamenti della
microfisica - Bari Laterza 
1987, pag. 76.
"In pratica lo SST può essere pensato come una lastra di vetro ricoperta
di piccolissime 
macchie di argento che funzionano come tanmti picolissimi specchietti:
ciascuno di essi è 
invisibile a occhio nudo, ma tutti insieme danno la proprietà di
riflettere parte della luce
incidente: di solito questi piccolissimi specchietti ricoprono "a pelle di
leopardo" la metà 
della superficie vetrosa, in modo che un fascio di luce incidente genera
due fasci, uno riflesso
ed uno trasmesso. di pari intensità.
Questa boiata è però più credibile dello scattering, almeno si capisce.
Comunque dovete mettervi d'accordo.
Grazie per i complimenti che mi hai fatto nel reply che ho visto ieri sera,
Luciano Buggio. 


 Grazie per i complimenti che mi hai fatto nel reply che ho visto ieri sera,
Prego. Sai bene che non sono uso a fare complimenti gratuiti...


 ...
Scusami tanto ma non sono riuscito propio a trattenermi, ma come ti è venuto
in mente che *e* potesse essere la carica dell'elettrone ? Se l'intensità si
riduce di 1/e evidentemente si sta parlando del rapporto di due intensità,
appunto, di onde elettromagnetiche e quindi tale rapporto deve essere un
numero puro (senza dimensione)
Ciao

 ...
Credo però che Luciano Buggio abbia sollevato un aspetto interessante già
dall'altra catena di messaggi sullo stesso argomento. Mi sembra di capire
che in estrema sintesi il succo del discorso sia : La radiazione
elettromagnetica che proviene dal vuoto incide su di un corpo e penetra più
o meno in profondità "eccitando" atomi che a loro volta emettono un'onda
sferica (scattering), poi queste onde sovrapponendosi danno luogo all'onda
riflessa e rifratta. Si possono avere poi vari tipi di
riflessione/rifrazione a seconda del tipo di materiale, frequenza dell'onda
elettromagnetica ecc.
Però mettiamo, come dice L. Buggio, che la radiazione elettromagnetica
provenga *non* dal vuoto ma da un mezzo avente indice di rifrazione più
grande del vuoto e vada poi ad in incidere su una interfaccia di separazione
tra tale mezzo ed il vuoto. In tale situazione si sa che c'è lo stesso onda
riflessa/rifratta, anzi si può anche regolare l'angolo di incidenza in modo
da avere tutta onda riflessa (angolo di riflessione totale), fra l'altro
questo fenomeno è sfruttato nelle fibre ottiche. Se adesso vale lo stesso
meccanismo di prima allora la luce dovrebbe penetrare nell'altro mezzo
(vuoto) qui "eccitare" atomi che dovrebbero dar luogo all'onda riflessa.
Però ciò è impossibile dato che nel vuoto non possono esserci atomi. Come si
spiega questo fatto ?
Ma forse a questa domanda è già stata data risposta ed io non me ne sono
accorto.
Ciao

 Quando poi uno si mette a fare divulgazione...
C'è un altro modo di discrivere la preparazione di un SST?
Ciao.
Luciano Buggio
http://www.scuoladifisica.it


 accorto.
Proprio cosi'.


 accorto.
Copio ed incollo la risposta datami (in data 11/06, il thread è
"Interazione...) da Elio Fabri alla spinosa questione che tu hai
richiamato.
Lo faccio perchè di quella risposta, come ho replicato, non ho capito
nulla.
Ti pregherei di aiutarmi a decifrarla.
Ciao.
Luciano Buggio
----
Fabri wrote:
-----
Proviamo a vederla cosi'.
Caso A: mezzo infinito.
In questo caso non avrai difficolta' ad ammettere che la luce (i fotoni)
si propaga solo in avanti, senza nessuna riflessione, neppure parziale.
Caso B: la luce proviene dall'aria e incontra un mezzo che inizia con un
superfice piana, ma poi si estende all'infinito.
Ora accetterai che la luce in parte si riflette, in parte passa nel
mezzo.
La spiegazione in termini microscopici e' che ciascun atomo del mezzo
diffonde la luce, e la sovrapposizione (coerente) di queste onde produce
l'onda riflessa.
Caso C: la luce proviene da un mezzo che termina su una superficie
piana; dopo c'e' il vuoto.
E' chiaro che il caso C e il caso B sommati insieme danno A; quindi
l'effetto (per ora incognito) della diffusione nel caso C, sommato con
quello del caso B, deve dare A.
Ma in A non c'e' nessuna riflessione: cio' significa che in B e in C si
devono avere riflessioni, confasi opposte, che per questo motivo si
cancellano.
(Per questa via si spiega facilmente il risultato noto che la fase della
riflessione e' opposta a seconda che si passi da un mezzo piu'
rifrangente a uno meno, o viceversa.)
La dimostrazione usa insomma il pricnipio di sovrapposizione: un'idea
base che e' matematica anche se si puo' descrivere e usare senza
formule...
-- 
Elio Fabri


 puo' avere, e sopravvive una riflessione.
Grazie mille per la (ri)spiegazione.
Ciao, Paolo :-)

 puo' avere, e sopravvive una riflessione.
In molti esperimenti, concettuali e non (vedi doppia fenditura), fotoni ed
elettroni vengono trattati alla stessa stregua.
Anche gli elettroni sono particelle cui viene applicato il principio di
indeterminazione, che non hanno una  localizzazione precisa finchè non
vengono rivelati e lo stato dei quali viene completamente descritto, si
dice, solo da una funzione d'onda.
Ma quando un elettrone si riflette su di una parete, si parla, appunto, di
riflessione sulla parete.
In particolare avviene la riflessione *dall'interno* su tale parete,
quando l'elettrone è dentro un conduttore, per esempio, ed ha bisogno di
energia per essere estratto, energia che serve a fargli superare la
parete, descritta in termini di *barriera di potenziale*, tanto più bassa,
a parità di altre condizioni,  quanto maggiore è la curvatura della parete
nella regione in cui esso si trova.
Perchè dunque questa diversità di trattamento quando si tratta di spiegare
come interagiscono i fotoni di fronte ad un'interfaccia?
Il tuo elegante schema, che priva però di ogni fisicità l'interfaccia, e
mi sembra, invero, un perfetto inattaccabile sofisma, andrebbe bene solo
se fosse generalizzato a tutte le aprticelle, e non si applicasse solo ai
fotoni.
Gli eletroni ci insegnano che è possibile dare fisicità ad un'interfaccia:
perchè non sforzarsi di generalizzare questo modello, così semplice e
sensato?
Perchè non vuoi ammettere che ai confini dellamateria possa esservi una
barriera di potenziale (magari la stessa che argina gli elettroni, con
gradiente variabile) buona anche per i fotoni?
Cos'è questa schizofrenia, che abbiamo cioè due teorie diverse per due
fenomeni sostanzialmente identici?
Ciao.
Luciano Buggio
http://www.scuoladifisica.it
-------------------


 fenomeni sostanzialmente identici?
I fenomeni *non sono* sostanzialmente identici: lo sono solo
superficialmente.


 superficialmente.
Immagina che ci siano due teorie, una che dice che i due fenomeni sono
diversii, l'altra che sono lo stesso fenomeno:
tu quale preferiresti?
Se mi risponderai che logicamente preferiresti la seconda, ma che non è la
mia perchè la mia è sbagliata, ti chiederò perchè e dove e sbagliata, e
dovremo cominciare un serio dibattito, in cui si dovranno argomentare le
proprie affermazioni:-)
Ciao.
Luciano Buggio
http://www.scuoladifisica.it
-- 
