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Titolo: Luce nei corpi.

Durante uno degli ultimi tread, mi è stata data un'informazione in E-Mail
sul comportamento della luce nei mezzi materiali.
Mi è stato detto che la luce in detti mezzi non rallenta la sua velocità
come si potrebbe pensare dall'indice di rifrazione, bensì percorre percorsi
più lunghi, dovuti al suo zig-zagare tra le nubi elettroniche della
sostanza.
Ho chiesto come facesse la luce in mezzo a tutti questi zig-zag a ritrovare
la direzione di propagazione, ma non ho avuto risposta.
Potreste confermarmi o smentirmi questa notizia, ed eventualmente, in caso
di conferma, rispondere alla mia domanda?
Ciao, Mauro.

 di conferma, rispondere alla mia domanda?
Gia'... come fa?
Non mi pare da prendere sul serio, codesto discorso...
E' probabilmente una versione adulterata di un discorso un po' piu'
complesso, che e' piu' o meno questo.
Ci sono due modi di vedere la propagazione della luce in un mezzo
materiale.
C'e' quello macroscopico, in cui il mezzo viene trattato come un
continuo dotato di un indice di rifrazione diverso da 1 (di solito
maggiore). Allora la velocita' di propagazione della luce e' < c, punto
e basta. Pero' e' molto delicato (forse impossibile) parlare di fotoni
in questo contesto (non insisto).
Poi ci si puo' chiedere: va bene, ma la materia e' fatta di atomi, la
luce di fotoni; alle fine dei conti la propagazione dovra' risultare
dall'interazione dei fotoni con gli atomi, pensando pero' i fotoni come
al solito, di massa nulla, con velocita' c, ecc. Allora la velocita'
minore di c come viene fuori?
Risposta: viene fuori da un complesso gioco di interferenza fra le
ampiezze di propagazione del fotone libero e delle ampiezze di
scattering su tutti gli atomi. Cioe' non si capisce niente se non si fa
una teoria quantistica.
Puoi trovare un tentativo di spiegare tutto questo in QED di Feynman.
Dico tentativo, perche' temo che chi non sa abbastanza di fisica si
perda molto presto...
-- 
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
Sez. Astronomia e Astrofisica

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Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa
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 propagazione, ma non ho avuto risposta.
Di  fatto  è  così.  Questo  fatto  è  da imputare al
comportamento   del  materiale  che  permette  il
passaggio   della   luce.   Infatti   la   struttura  del
materiale  funge in  un certo qual modo da "guida
d'onda" e la disposizione degli atomi e delle nubi
elettroniche  è molto  importante  in  tal  senso. A
livello  globale,  la  struttura del materiale guida la
luce  ad  uscire  dall'altra  parte...  a  livello  locale
invece  entra in  gioco la  meccanica quantistica e
pertanto  i percorsi che  effettuano i  singoli fotoni
sono del tutto casuali e apparentemente scorrela-
ti fra loro. Ma questa casualità e scorrelazione esi-
ste  solo  a livello  locale... perchè  di fatto  i fotoni
non  prendono tutte  le direzioni possibili,  ma solo
quelle  che  rientrano  in un certo  "range"  di valori,
cossicchè  a livello  globale  i fotoni  non prendono
mai  una direzione totalmente  estranea al percoso
globale.  Però questo  fa  sì che  il percoso  medio
che  effettua il singolo  fotone sia  di fatto più lungo.
Questo  percorso  medio,  è  pertanto strettamente
dipendente  dal  tipo  di  materiale  in  esame.
Comunque, chi ha  approfondito  l'ottica quantistica,
potrà darti altre delucidazioni più specifiche.
Ciao.

in questo contesto (non insisto).
Questa spiegazione, pero', se non erro, non spiega affatto l'esistenza
dei precursori.
La trattazione quantistica fatta su QED (che non ho avuto ancora il
piacere di leggere purtroppo) da' una spiegazione?
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pa...@linuxfan.com
pao...@videobank.it
Linux Reg. User # 155574
===wine+freeagent===========

Elio Fabri ha scritto nel messaggio
-Ci sono due modi di vedere la propagazione della luce in un mezzo
-materiale.
-C'e' quello macroscopico, in cui il mezzo viene trattato come un
-continuo dotato di un indice di rifrazione diverso da 1 (di solito
-maggiore).
Vuoi dire che in qualche caso si parla di indice di rifrazione inferiore ad
1?
Ne avevo sentito parlare, ma in questo caso che velocità viene attribuita
alla luce?
-Allora la velocita' di propagazione della luce e' < c, punto
-e basta. Pero' e' molto delicato (forse impossibile) parlare di fotoni
-in questo contesto (non insisto).
Se se ne potesse parlare essendo v inferiore a c il fotone dovrebbe avere
massa di riposo onde possedere energia!
E' per questo che dici che non è il caso di parlarne?
-Poi ci si puo' chiedere: va bene, ma la materia e' fatta di atomi, la
-luce di fotoni; alle fine dei conti la propagazione dovra' risultare
-dall'interazione dei fotoni con gli atomi, pensando pero' i fotoni come
-al solito, di massa nulla, con velocita' c, ecc. Allora la velocita'
-minore di c come viene fuori?
-Risposta: viene fuori da un complesso gioco di interferenza fra le
-ampiezze di propagazione del fotone libero e delle ampiezze di
-scattering su tutti gli atomi. Cioe' non si capisce niente se non si fa
-una teoria quantistica.
A prima vista assomiglia molto allo zig-zagare tra gli atomi che mi era
stato descritto.
Mi rimane il problema di come ritrovi la strada, magari in una struttura
cristallina potrei visualizzarlo, ma in un liquido, col suo noto
disordine...
Sembrerebbe uno scherzo del destino che per spiegare un problema basilare
della Relatività Ristretta, quale quello della velocità della luce, si debba
ricorrere alla teoria quantistica!
-Puoi trovare un tentativo di spiegare tutto questo in QED di Feynman.
-Dico tentativo, perche' temo che chi non sa abbastanza di fisica si
-perda molto presto...
Questa frase mi è un poco oscura, che io non sappia abbastanza di fisica e
possa perdermi, non ho difficoltà a crederlo, ma da come l'hai espressa, si
direbbe che sia riferita più a Feynman che a me.
Nutri dubbi suo "tentativo" di spiegazione?
Ciao, Mauro.

 
quale problema basilare? Il fatto che la luce in un mezzo abbia
velocita' <c non pone alcun problema alla Relativita'
-- 
Saluti
Valar
collegato telepaticamente con Allanon, Roland, Capo Rosso e F2
ex-Maestro Jedi di Abulion Yorgen
ICQ 51287994
"Diciamo la verita': a tutti piacciono le minorenni, per questo c'e' una
legge!" Daniele Luttazzi
per rispondere sostituite (underscore) con _

 
provo a spiegarmi meglio
Immagina di avere un biliardo perfettamente liscio e lunghissimo, poi
hai un cannone che spara delle biglie (tipo quello che usano per
allenarsi nel tennis), le spari tutte nella stessa direzione e con la
stessa velocita', quale sara' la velocita' media del gruupo di biglie?
Dato che sono tutte uguali, non c'e' perdita di energia (il biliardo e'
liscio) e vanno tutte nella stessa direzione, la velocita' media sara'
uguale a quella della singola biglia. Il legame tra velocita' di un
raggio di luce nel vuoto (uguale a c) e la velocita' di un fotone che lo
compone (uguale a c) e' esattamente lo stesso descritto in questo
esempio.
Cosa succede se disseminiamo il biliardo di ostacoli perfettamente
elastici a distanza media-grande l'uno all'altro? le biglie, dopo poco
che sono state sparate, non avranno piu' tutte la stessa direzione,
qualcuna avra' conservato la direzione inziale, qualcuna andra' un po'
inclinata, qualcuna molto inclinata, qualcuna avra' addirittura
invertita la marcia a causa degli urti con gli ostacoli, e questa
situazione cambia completamente dato che gli urti tra biglie e ostacoli
si susseguono ad ogni istante, il modulo della velocita' di ogni biglia
non cambia perche' abbiamo supposto che gli urti siano tutti elastici,
ma dato che non vanno tutte nella stessa direzione, la velocita' media
delle biglie non sara' uguale a quelle con cui sono state sparate, avra'
grosso modo la stessa direzione di quella iniziale, ma il modulo sara'
certamente inferiore. Questo e', piu' o meno (perche' e' comunque
un'analogia da prendere con le pinze), il legame che c'e' tra la
velocita' di un raggio di luce che attraversa la materia (minore di c) e
la velocita di un fotone che lo compone (uguale a c). Cioe' puoi vedere
la velocita' della luce in un mezzo come una sorta di velociata' "media"
tra le velocita' dei suoi fotoni che mentre avanzano in un mezzo
interagiscono con gli atomi, si riflettono, si diffondono, si
diffrangono, vengono assorbiti e riemessi in maniera casuale ma che
conserva, in media, memoria della direzione da cui provengono
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conserva, in media, memoria della direzione da cui provengono
L'esempio del biliardo, così come lo proponi, mi sembra ottimo per spiegare
la diffusione della luce, in pratica non vedo differenze di sorta.
Il risultato dovrebbe essere che dopo pochi micrometri percorsi in un mezzo
trasparente la luce ci apparirebbe del tutto incoerente, come nebbia.
Fortunatamente non è così.
Vediamo la luce proveniente da miliardi di anni luce di distanza, dopo che
secondo le stime avrebbe subito miliardi di urti, perfettamente coerente e
ancora capace di consegnarci le sue informazioni sulle galassie lontane.
Alla stessa maniera, riusciamo a vedere per decine di metri sott'acqua.
Scusa, ma se non me la spieghi meglio, la teoria del biliardo proprio non mi
convince.
Ciao, Mauro.

 
non vedo cosa devo spiegarti, le distanze che tu hai stimato (penso a
naso) sono errate, inoltre i calcoli fatti con la QED si discostano dal
modello a biliardo solo per l'introduzione degli effetti quantistici e
per i metodi di calcolo poiu' sofisticati, ma il concetto base e' quello
del biliardo, e cioe' che i fotoni attraversano uno spazio in cui sono
disseminati dei centri diffusori (gli atomi) con cui interagiscono
scatterando
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sulla sorgente
I miliardi di "urti" invece li subisce... analizzarla serve in ogni
caso: molte proprieta' (specialmente le informazioni sullo spettro
della sorgente) si mantengono piu' o meno inalterate.
Il vuoto e' quasi vuoto, ma qualcosa c'e', specialmente nella Galassia
e nel Sistema Solare abbiamo una certa densita' di particelle, questo
quasi-vuoto e' pur sempre piu' spinto del vuoto che possiamo creare in
laboratorio, ma devi considerare il fatto che la luce percorre molto
spazio, specialmente quella delle sorgenti extragalattiche che devono
percorrere prima lo spazio "sporco" nella loro galassia d'origine, poi
un vuoto relativamente piu' pulito nello spazio intergalattico (ma qui
le distanze sono enormi) e poi trova nuovamente lo sporco quando entra
nella Galassia e poi ancora (peggio) quando entra nel Sistema Solare
ed infine, per osservazioni al suolo, passa nell'atmosfera.
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