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Titolo: rivelatori di fotoni

Tre domande semplici semplici :-)
1) qual è il meccanismo in virtù del quale un sensore di fotoni ha una
spiccata sensibilità verso certe lunghezze d'onda e non verso altre?
2) Pensiamo a tutta la luce che entra in una stanza, a quella che entra in
un occhio, ecc ecc: dove va a finire? Parlo di quella che non viene riflessa
riuscendosene fuori. Ovviamente un po' rimbalza a destra e a manca, un po'
viene assorbita: il punto di arrivo qual è: il calore?
3) mi sembra che l'occhio sia sensibile piuttosto alla potenza della luce
che alla sua energia. Al contrario per un CCD. E' corretta come intuizione?
L'occhio al passare del tempo non da sovraesposizione :-)!
Grazie


 
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 intuizione? L'occhio al passare del tempo non da sovraesposizione :-)!E' vero, ma non del tutto.
A tempi brevi (dell'ordine del decimo di secondo o meno) c'e'
un'integrazione, per cui un lampo di luce viene percepito in funzione
della sua energia totale.
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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 L'occhio al passare del tempo non da sovraesposizione :-)!
L'occhio è un OTTIMO rivelatore:
- alta sensibilità ai fotoni (può vederne anche poche decine);
- buona risoluzione spaziale (angolare);
- discreta risoluzione temporale: circa 10Hz;
- range dinamico molto ampio+adattamento automatico della soglia;
- discriminazione in energia (lunghezza d'onda: colori);
Quindi l'occhio lavora solo nel visibile, ma l'energia la vede eccome: le
info sull'energia sono date dai diversi colori. non dà sovraesposizione, è
vero, e si adatta.
Anche il CCD in realtà non dà sovraesposizione, ma i sensori delle macchine
fotografiche digitali vengono costruiti e impostati modo da *simulare* le
lastre fotografiche(assolutamente prive di risoluzione temporale, in cui la
luce veniva continuamente raccolta durante tutto il tempo di esposizione).
Per questo un CCD dà sovraesposizione; per fare fotografie artistiche;-)


 della sua energia totale.
Cioè vuoi dire che al meccansmo potenza-dipendente che agisce sulle
stimolazioni di lunga durata, si affianca un meccansimo energia-dipendente
sulle stimolazioni flash?
Grazie

 energia-dipendente sulle stimolazioni flash?
Premesso che le mie conoscenze sono approssimative, anche perche' qui
occorre sapere di fisica, di fisiologia e di biochimica ... cerco di
dare qualche maggior dettaglio.
La rivelazione della luce nell'occhio e' un processo fotochimico, che
inizia con l'assorbimento di un fotone da parte di una molecola
fotosensibile (per es. rodopsina).
La molecola viene portata in uno stato eccitato, ma questo e' solo
l'inizio... Del resto del processo non so quasi niente.
So pero' che la trasmissione di una sensazione avviene mediante
impulsi in una fibra nervosa (nel nostro caso il nervo ottico) e che
un tale impulso si produce solo se all'origine la stimolazione supera
una certa soglia. Nel caso dei recettori piu' sensibili (i bastoncelli)
bastano pochi fotoni.
Ma questi pochi fotoni debbono arrivare al recettore entro un certo
tempo (quel decimo di secondo o giu' di li' che dicevo) altrimenti
l'eccitazione della molecola, di cui ho parlato sopra, viene dissipata
prima che si raggiunga la soglia.
E' per questo che un lampo che contenga lo stesso numero di fotoni
produce lo stesso effetto finche' e' abbastanza breve, mentre lo
stesso numero di fotoni su un intervallo lungo ha effetto piu' debole.
Se hai un flusso continuo di fotoni, allora conta quanti ne arrivano
entro il tempuscolo di cui sopra: l'intensita' della sensazione si
traduce in numero d'impulsi trasmessi lungo la fibra nervosa per
unita' di tempo.
Percio' in queste condizioni conta la potenza, non l'energia.


Augh a  Alex, che alzando il calumet della pace, dice:
You wrote  on Sat, 2 Jul 2005 17:27:41 +0200:
 A> 2) Pensiamo a tutta la luce che entra in una stanza, a quella che entra
 A> in un occhio, ecc ecc: dove va a finire? Parlo di quella che non viene
 A> riflessa riuscendosene fuori. Ovviamente un po' rimbalza a destra e a
 A> manca, un po' viene assorbita: il punto di arrivo qual č: il calore?
Tutto questo IMHO viene spiegato molto bene da Feynmann nel primo dei 3 
volumi editi da Zanichelli (ISBN 88-08-08875-8) "Meccanica, radiazione e 
calore" nei capitoli 35 e 36 dove si parla di occhio umano, la visione del 
colore e la meccanica della visione.
Lo svizzero.
ICQ 159719224
e-mail 
laragazza...@msn.com
 

 Percio' in queste condizioni conta la potenza, non l'energia.
Spudoratamente chiaro, come sempre.
Ho trovato il tuo materiale sull'ottica (quello scritto con Penco, se non
ricordi male) e mi piace moltissimo. Ma per chi sono state scritte quelle
dispense? Ne hai scritte su altri argomenti? Ma perchè non scrivi un libro
di testo per le scuole superiori? Colmeresti una lacuna molto
pregiudizievole per la successiva esperienza universitaria.
Non so che ritorno avresti: una copia però la venderesti di sicuro :-)
Scerzi a parte credo sia molto più difficile scrivere un libro per i licei
che per l'università.
Ciao e grazie ancora.

 Percio' in queste condizioni conta la potenza, non l'energia.
Una sola cosa ancora. Quando si parla di energia dei fotoni, rimango sempre
un po' perplesso. Nel senso che, fatto salvo il concetto che mi spiegasti
tempo fa circa l'indeterminatezza dell'energia (o freq.) del fotone, quando
si parla di potenza di un flusso di fotoni, bisognerebbe specificare anche
la lunghezza d'onda degli stessi.
Cioč: 1000 fot/sec di lunghezza d'onda corta (violetto o raggi X) sono cosa
diversa - in termini di potenza - da 1000 fot/sec con freq. bassa
(infrarosso, o onde radio).
Cosě mi chiedo:
1) quando sentiamo parlare di una certa intensitŕ di luce (o piů in generale
di radiazione), come dobbiamo pensarla in riferimento alla possibile
distribuzione spettrale della luce in questione?
2) spesso, mi pare, si faccia un po' di confusione. Si dice che quel
rivelatore č stato stimolato maggiormente. Viene da pensare che abbia
rivelato piů fotoni. Ma poi, in maniera quasi interscambiabile, si parla
della maggior energia che ha colpito quel rivelatore piů stimolato. Alla
luce di quanto sopra, potrebbe benissimo non essere cosě. Sbaglio?
Grazie

 licei che per l'università.
Dipende. Scrivere un _buon_ libro e' difficile in tutti i casi.


 così. Sbaglio?
No, non sbagli. Pero' i casi sono due: o il discorso e' un po'
grossolano e non e' necessaria la precisione che chiedi, oppure il
significato e' chiaro dal contesto.
Resta vero che in certi casi bisogna fare attenzione.


 neppure che cosa scrivere :-<
Beh, sullo scrivere un libro per i licei posso capirti. Ma, perche'  non 
un libro per i formatori ? Per uno come te fare meglio di Arons non 
sarebbe difficile.
E magari qualche consiglio che serva anche ai colleghi universitari non 
ci starebbe male...   ;-)
Secondo me, piu'  di 20 copie le vendi gia' tra i soli lettori del NG.
Giorgio

 
http://www.df.unipi/it/~fabri/sagredo/aq.ottica
Perchè "Sagredo"? E' uno dei tre personaggi del "Dialogo" di Galileo, no?
A me è piaciuto tantissimo il saggiatore: lo stile di Galileo è meraviglioso
ed ha la capacità di rendere le cose chiare e concrete. Tieni presente la
passeggiata alla marina? I cento frisoni ed il caval barbero? La fiaba dello
zufolo e della cicala? Tu poi, come fisico e come pisano (non so se tu sia
nato a Pisa o meno) dovresti avere questa grande mente particolarmente a
cuore, no?
Peccato che - a quanto dice una certa storiografia - Galileo avesse un
caratteraccio. Indro Montanelli, che ne ha curato una breve biografia, ne
sottolinea la spavalderia e lo scarso coraggio. A me è sembrato solo un gran
"picchiatore": a quel poveraccio del Grassi (Sarsi) lo mette prorpio sotto
senza pietà. E la cosa divertente e' che la sua teoria sulle comete e'
(almeno in parte) pure sbagliata.
Ciao e grazie

 Secondo me, piu'  di 20 copie le vendi gia' tra i soli lettori del NG.
Prenotata la prima! :-)

 Resta vero che in certi casi bisogna fare attenzione.
Lo so che qui il discorso si fa spinoso, ma prometto di fermarmi a questa
ultima domanda.
Quando si dice che un fotone non ha energia (o freq.) determinata, con
precisione, a quanto ammonta questa indeterminazione?
Mi spiegasti che i fotono monocromatici sono un idealizzazione o cmq non
sono certo la regola nel mondo reale. Questo vuol dire che un fotone rosso
non ha una lunghezza d'onda precisa, ma piuttosto un intervallo di lunghezze
continuo, ciascuno con una definita densità di probabilità.
O, in altri termini, un fotone "rosso" ha maggiori probabilità di essere
rivelato dal rivelatore per il "rosso" che da altri o, in altri termini
ancora, un fotone "rosso" sparato contro un prisma, ha un amaggiore
probabilità di esere deviato di un certo angolo piuttosto che di un'altro.
La domanda è: quant'è ampia questa "banda" dei singoli fotoni, per esempio
della luce solare?
Parliamo di quanti Hz?
Non credo che un fotone "rosso" abbia molte probabilità di essere rivelato
da un rivelatore sensibile massimamente alla banda dell'ultravioletto e
viceversa.
Oppure che lo stesso fotone abbia molte speranze, al momento della
rivelazione, dell'interazione elettronica, ecc di "manifestare" una energia
spettralmente molto "distante" dal "rosso".
Grazie

 sbagliata.
Non solo in parte: del tutto.
Infatti G. sostiene la natura sublunare delle comete.
Bisogna riconoscere che l'abilita' polemica di G. era cosi' alta, che
gli permetteva di sostenere con successo anche tesi errate.
Non che lo facesse in malafede: lui era convinto di quello che diceva.
Solo che era bravissimo a trovare argomento a favore e ancor piu' a
demolire gli argomenti avversari...
Aggiungerei che non si trattava soltanto di abilita' dialettica; e' che
la sua superiorita' sia dal punto di vista della padronanza della
fisica, dell'astronomia, della matematica, come per l'acutezza del
ragionamento, mettevano a mal partito qualsiasi avversario.
Vedi il caso delle comete: col senno di poi, G. aveva torto. Ma il
buon padre Grassi non aveva ragione, perche' i suoi argomenti erano
inconsistenti. In altre parole, aveva ragione per ragioni sbagliate, il
che dal punto di vista scientifico equivale ad aver torto :-)


 Ed e' l'unico che corrisponde a una persona reale: un nobile veneziano.
Beh, anche Simplicio.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

 precisione, a quanto ammonta questa indeterminazione?
E' tanto spinoso che non ti so rispondere...
Difetto mio: un esperto di ottica quantistica conosce certamente la
risposta. C'e' nessuno in ascolto? :-)


 Infatti G. sostiene la natura sublunare delle comete.
Quel "in parte" si riferiva al fatto che la parte gassosa delle cometa, in
effetti, la vediamo proprio per la riflessione diffusa di cui parla Galileo.
Ciao

 Beh, anche Simplicio.
Si' certo, ma io dicendo "persona reale" intendevo persona vivente al
tempo di G. e che molto prob. G. avra' conosciuto.
