Campagna italiana contro la proliferazione incontrollata dei satelliti artificiali

Il Forum Skylive lancia la campagna “No Tele-sats Proliferations” contro la diffusione incontrollata dei mini-satelliti per telecomunicazioni, chiediamo con forza alle istituzioni internazionali di emanare nuove normative per limitare sia il numero che la luminosità dei satelliti, ed inoltre di non arrecare interferenze ai radiotelescopi.

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quanti hertz ha questo colore?

Tutto sulla spettroscopia

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quanti hertz ha questo colore?

#1

Messaggio da serastrof »

Mi son trovato a dover cercare un'equivalenza in Hertz di frequenze prossime al visibile, allora m'é venuto fuori questo:


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Koten
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#2

Messaggio da Koten »

riagganciandoci al discorso della rodopsina, il rosso abbaglia meno proprio perché ha una frequenza d'onda più bassa: arrivano 400-484x10^12 fotoni al secondo invece dei 668-789x10^12 fotoni al secondo del violetto (quasi il doppio!!!)
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serastrof
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#3

Messaggio da serastrof »

Interessante osservazione, per la quale ti ringrazio.

Però levami una curiosità, perchè confesso che le mie conoscenze di fisica non sono così vaste: in pratica diventa che 1 fotone = 1 Hertz?

Per quello che so, 750nanometri è una misura ancora rilevabile con strumenti, ovvero che ancora è possibile osservare "dal vivo", con l'attuale tecnologia, materia di tali dimensioni.

Ma ciò, non dovrebbe allora significare che si potrebbe osservare e/o fotografare "dal vivo" ogni singolo fotone?

Ma così non è, in quanto esso è definito "particella elementare" (subatomica) priva di massa e di carica, che si comporta sia come un "quanto" di materia, sia come pura onda elettromagnetica.

Leggo su Wikipedia:

Parallelamente alla natura ondulatoria, il fotone può anche essere considerato un punto materiale, in quanto è emesso o assorbito da vari sistemi quantistici come un nucleo atomico o gli elettroni, molto più piccoli della sua lunghezza d'onda. Il principio di indeterminazione di Heisenberg, formulato nel 1927, stabilisce inoltre che non si possono conoscere contemporaneamente due variabili canonicamente coniugate del fotone, confermando così l'impossibilità di una completa rappresentazione tramite una descrizione corpuscolare.

Riassumendo la questione del dualismo onda – particella, si può dire che le radiazioni elettromagnetiche si comportano come onde quando si muovono nello spazio ma nel momento in cui interagiscono con altre particelle elementari (materiali o portatrici di forza) manifestano chiaramente la loro natura quantistica.

========

Cos'é un fotone? Cos'é davvero la luce? Materia o pura ondulazione? Perchè si comporta in un doppio modo? Personalmente sono domande che m'affascinano, ma che purtroppo non ho ancora avuto modo di studiare approfonditamente.

http://it.wikipedia.org/wiki/Ordini_di_ ... lunghezza)
2 nm diametro dell'elica del DNA
20 nm spessore di un flagello batterico
32 nm dimensione di un transistor realizzato con le ultime tecnologie disponibili
40 nm lunghezza d'onda degli ultravioletti (limite inferiore)
90 nm Il virus dell'AIDS (in genere i virus vanno da 20 nm a 450 nm)
100 nm il 90% delle particelle del fumo di legno sono inferiori a questa misura
100 nm dimensioni dei cromosomi
100 nm dimensione massima di una particella che può passare attraverso una mascherina da chirurgo
120 nm dimensione massima di una particella che può passare attraverso un filtro ULPA
200 nm dmensione dei batteri "micoplasmi"
280 nm lunghezza d'onda degli ultravioletti (limite superiore)
300 nm dimensione massima di una particella che può passare attraverso un filtro HEPA
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#4

Messaggio da Koten »

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Se non ricordo male, l'energia trasportata da un'onda può essere rilevata misurandone l'ampiezza di una cresta. Siccome nell'onda elettromagnetica l'ampiezza è sempre uguale, si considera ogni fronte d'onda (da una cresta alla successiva) come un pacchetto di energia sempre uguale. Questo pacchetto di energia viene chiamato fotone. Di conseguenza ogni cresta può essere considerata un fotone e riducendo la lunghezza d'onda (aumentando così la frequenza) si aumenta di fatto il numero di fotoni in arrivo.

Temo che i miei ricordi si siano estremamente semplificati e magari sto anche dicendo caxxate colossali. Spero che intervenga anche qualcuno che se ne intende di piu
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gianno74
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#5

Messaggio da gianno74 »

Argomento sempre molto interessante ed affascinante. Teorie classiche come la Relatività ristretta o la Meccanica quantistica, hanno spiegato in parte il dualismo onda/particella della radiazione elettromagnetica. Se può essere utile, di recente ho letto 2 testi di Stephen Hawking "Dal Big Bang ai Buchi Neri" e Il grande disegno" e un testo di Brian Green "L'universo elegante" che rispondono ad alcune delle domande che si fa serastrof e che spesso mi faccio anche io. In particolare il testo di Green parla espressamente di Teoria delle Stringhe e di Teoria M, attualmente deputate a diventare una teoria del tutto.
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serastrof
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#6

Messaggio da serastrof »

Grazie dei contributi. Mentre scrivevate, stavo rflettendo a partire da Wikipedia sul fotone.

Mi sa che prima della teoria delle stringhe, ce n'é da approfondire!

Per le onde elettromagnetiche classiche (es.: le radiocomunicazioni) l'ampiezza della cresta d'onda non è affatto costante, ovvero è regolabile a piacere, secondo disponibilità di tecnologia. A cresta più alta si avrà segnale più potente, maggior segnale in antenna (entro certi limiti).
Tale valore (in mV e multipli, e sotto altri aspetti più facilmente in mW, W, o kW) è del tutto indipendente dalla lunghezza d'onda e/o dalla frequenza; l'una e l'altra essendo fattori inversamente proporzionali della costante fisica fondamentale che chiamiamo "velocità della luce" "c":

c=l x f

Da cui l = c/f e quindi 299.792,458 km/s diviso 1 Hz = 299.792,458 km.

1 ciclo/secondo (1 Hz) è effettivamente lungo circa 300.000 km, come oscillazione di onda hertziana. Tanto quanto Radio Dimensione Suono trasmette con un'onda lunga 2,91 metri circa (almeno qui sulla Capitale), per 103,00 milioni di volte in un solo secondo. Ma se RDS trasmettesse con 1 mW in antenna, anzichè con le decine di Kilowatt con cui trasmette effettivamente (boh... non so, ma temo l'ordine di grandezza ai trasmettitori sia del genere), non si riuscirebbe a sentirla nemmeno nella stanza affianco all'antenna.

Sappiamo però che un singolo fotone non sarà lungo (o largo) 300.000 km, no?

C'è qualcosa di diverso da considerare: è evidente che il comportamento delle onde elettromagnetiche vari al variare della lunghezza d'onda, in particolare quando esse non si propaghino nel vuoto all'infinito e basta, ma incontrino della materia. E' solo in tal caso che ci rendiamo conto della differenza fra un'onda radio e la luce, per via dei suoi effetti.

Pertanto non possiamo utilizzare le categorie ed i presupposti dell'elettromagnetismo classico a frequenze estremamente elevate, come quelle dello spettro luminoso.

Ciò nonostante, c'è un continuum ininterrotto fra le onde sonore delle casse del ns. stereo (o dell'home cinema) e le frequenze della luce, dei raggi X e dei raggi Gamma.

Tipo di radiazione elettromagnetica Frequenza Lunghezza d'onda
Onde radio 300 MHz 1 m
Microonde 300 MHz – 300 GHz 1 m – 1 mm
Infrarossi 300 GHz – 428 THz 1 mm – 700 nm
Luce visibile 428 THz – 749 THz 700 nm – 400 nm
Ultravioletti 749 THz – 30 PHz 400 nm – 10 nm
Raggi X 30 PHz – 300 EHz 10 nm – 1 pm
Raggi gamma 300 EHz 1 pm

Tutte hanno un comportamento ondulatorio, ma se incontrano materia (e ne incontrano continuamente, siamo immersi in un mare di frequenze, dagli infrasuoni all'inquinamento sonoro, ai cavi elettrici di soffitti, pavimenti e pareti intorno a noi, ai piloni dell'alta tensione, all'elettrosmog di radio, tv, ponti cellulari, cordless, bluetooth, wifi pure all'aria aperta, alla concentrazione di microonde dei telefonini quando siamo pigiati negli autobus, agli oscillatori del clock dei processori....), si comportano ciascuna in maniera differente.


Immagine


Come si vede da questa immagine, le dimensioni delle onde luminose sono ancora rilevabili strumentalmente (protozoi), per cui se la luce fosse fatta di una qualche componente veramente corpuscolare, perchè non la si vede nei suoi costituenti elementari? E poichè percepiamo colori diversi quando la retina è eccitata da frequenze diverse, essendo le loro lunghezze d'onda differenti (spazio impegnato nell'unita di tempo da tutti i cicli completi, fatti di una sinusoide positiva ed una negativa, per il numero di volte in cui sono prodotti nell'unità di tempo?), dovrebbe comportare che il "diametro" di ogni singolo fotone sia diverso a seconda.... della frequenza? Cioè del numero di volte che esso sia emesso in un secondo?

I fotoni esistono (rectius: sussistono) solo per una particolare banda di frequenza (il cd "spettro" visibile), o per l'intera realtà delle onde di campo elettromagnetico, da 0Hz a x EHz?

Sta di fatto, infatti (e scusate la cacofonia), che a "frequenze classiche", cioè fino alle microonde, non si parla affatto di "fotoni". Non li si fa intervenire come relazione materia/onda.

In medicina, il laser viene usato ad esempio per correggere la miopia: si taglia una "fettina" di cornea dello spessore di 1 solo nanometro, con un raggio di fotoni la cui lunghezza d'onda é di gran lunga maggiore. In tali casi, se il fotone avesse massa e quindi "dimensione", sarebbe troppo grande tale da invadere il campo operatorio ed impedirne l'esecuzione. Cosa che per fortuna non si verifica.

In sostanza, se particella è, è sicuramente senza massa. Una non-massa che però è fortemente in grado d'interagire con ciò che massa ce l'ha.

Un'ondulazione fortemente agitatoria, dal corrispondere all'azione fisicomeccanica del corpuscolo. Un campo elettromagnetico senza massa in grado di flettere o deflettere altri campi elettromagnetici dotati di massa propria.



Poi se consideriamo l'azione sulla materia dei raggi ultravioletti, X o Gamma.... non c'é manco più il fotone, llà ddentro!!!!



Boh... forse sto uscendo dal seminato. Non ho le basi di fisica quantistica per ragionare con più precisione e fondatezza.

Però non mi si venga più a dire che l'inquinamento luminoso è una c...., in quanto a conseguenze sull'ambiente e sulla salute!!!!

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#7

Messaggio da Koten »

Messaggio inserito da serastrof

In sostanza, se particella è, è sicuramente senza massa. Una non-massa che però è fortemente in grado d'interagire con ciò che massa ce l'ha.


secondo me la vedi come una cosa troppo fisica. a me hanno insegnato a vederlo come un pacchetto di energia, come un gavettone che quando colpisce qualcosa scoppia e rilascia tutto ciò che trasportava. l'esempio del laser che taglia la cornea (ma anche l'acciaio temperato) non lo fa colpendo e staccando il pezzo, lo fa vaporizzandolo. il materiale si surriscalda a tal punto che sublima.

per quanto riguarda la massa del fotone, pare che ci sia anche quella perché anche sulla luce influisce la forza gravitazionale

qui però stiamo andando troppo sul tecnico
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#8

Messaggio da Mikk »

Ciao Sergio,
anche a me interessano molto gli ambiti disciplinari cui hai fatto riferimento in questo post. Le tue domande sono molteplici e sicuramente tutto connesse tra loro, ma spaziano davvero a 360° per cui è difficile seguire. Ho letto un po di libri a carattere divulgativo, in materia, perché non sono un addetto ai lavori e probabilmente non ho nemmeno la preparazione di base per affrontare in modo approfondito tali discipline (sono un ingegnere edile), penso ti possa, molto, interessare "Il bizzarro mondo dei quanti" di Silvia Arroyo Camejo, autrice diciassettenne geniale, che tenta di rendere comprensibile anche ai comuni mortali tematiche così ostiche ma interessanti. Il libro non è nè troppo complesso ne troppo elementare, se sei interessato posso scriverti per sommi capi l'indice, così ti fai una idea degli argomenti trattati.
Saluti
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#9

Messaggio da serastrof »

Oh.... mille grazie per il suggerimento! Gli darò un'occhiata quanto prima: http://www.ibs.it/code/9788847006430/ar ... o-dei.html

E la tua condizione professionale, che considerazioni ti può far svolgere circa l'ancor irrisolto "dualismo onda-particella"?
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#10

Messaggio da Mikk »

Le mie (molto scarse) conoscenze in materia derivano da letture indipendenti rispetto allo studio, che in materia, purtroppo, non mi ha dato conoscenze specifiche. L'idea che mi sono fatto è che tali concetti sono troppo slegati dalle nostre convinzioni circa quello che si intende per particella e onda. Noi li immaginiamo secondo quella che è la nostra esperienza, per cui ci riesce difficile mettere insieme i concetti di particelle materiali (in un certo senso tangibili) con gli aspetti probabilistici (principio di indeterminazione). E ancora più strano ci pare che un fenomeno possa essere allo stesso tempo di natura particellare e ondulatoria. Semplicemente (e mica tanto) si è cercato di descrivere mediante "modelli teorici" il comportamento di certi fenomeni naturali: in alcuni di essi la luce (radiazione elettromagnetica) si comporta come onda (esperimento della doppia fenditura) ed in altri come particella o elemento corpuscolare (effetto fotoelettrico, effetto Compton): ebbene, esse sono solo modelli per spiegare la natura di un qualcosa che è molto lontano dalla nostra esperienza quotidiana e che come tale sfugge ad una nostra chiara comprensione. Per cui forse, l'equivoco di fondo nasce proprio quando pensiamo a questo mondo microscopico e intangibile mediante immagini di fenomeni di esperienza quotidiana che hanno comportamenti facilmente misurabili e prevedibili, quali l'onda provocata,sulla superficie di un liquido, da un sasso, o ad una particella, come qualcosa di massivo, tangibile e misurabile.
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#11

Messaggio da fulvio mete »

Salve a tutti: interessante topic.
Non sono un fisico teorico, quindi quello che so di questa questione è la parte che si connette alla spettroscopia, vale a dire il classico esempio della doppia fenditura, che oltre a porre le basi per la comprensione della diffrazione, mostra in modo inequivocabile anche il dualismo onda-particella degli elettroni e dei fotoni.
Che gli elettroni siano particelle non credo ci sia dubbio, ma se li facciamo passare attraverso una doppia fenditura ad uno ad uno, non si raccoglieranno sul bersaglio su due strisce (perdonate la similitudine poco elegante) ma con un alternanza di strisce scure; in parole povere si comportano come onde, in quanto provocano interferenza tra di loro.Questa è la dimostrazione classica del dualismo onda-particella in meccanica quantistica.
Può sembrare una cosa banale, ma è un esperimento fattibile anche a casa, con i fotoni , anzichè con gli elettroni, anche se per questi il loro dualismo è particolarmente dibattuto.Tale ultimo esperimento casalingo(fare passare un raggio di luce attraverso due fenditure) serve in realtà solo a dimostrare come si comporta un'onda passando attraverso due fenditure molto strette.
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#12

Messaggio da serastrof »

Oh... Bentornato Fulvio!

Sapevo che avresti avuto sicuramente qualcosa da dire, al riguardo!

Perchè non approfondiamo ancora meglio il discorso? Magari, potremmo provare a coinvolgere anche qualche altro "esperto", che ne dici?



(Come si realizza l'esperimento della doppia fenditura, a casa?)
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#13

Messaggio da Mikk »

Si, quello della doppia fenditura è l'esperimento che si usa per dimostrare il comportamento ondulatorio della luce mentre l'effetto fotoelettrico e l'effetto Compton dimostrano la natura corpuscolare. Piacerebbe anche a me sapere qualcosa in più in materia, come sarebbe interessante analizzare le discrepanze tra le implicazioni della fisica classica e quelle della meccanica quantistica. Se qualcuno di voi conoscesse qualche testo, a carattere divulgativo, mi farebbe davvero un piacere se me lo indicasse. Saluti
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#14

Messaggio da Mikk »

Comunque riprodurre in casa l'esperimento della doppia fenditura è un po problematico perché si dovrebbe realizzare una fenditura di larghezza dell'ordine di grandezza della lunghezza d'onda del fascio luminoso impiegato, quindi dell'ordine delle centinaia di nanometri..un po complicato. Concettualmente però non è difficile da immaginare:

La radiazione elettromagnetica che entra in due fenditure produce su uno sfondo un motivo dovuto all'interferenza tipico del comportamento ondulatorio. Dove si incontrano cresta e cresta o valle e valle si ha interferenza costruttiva e sullo sfondo appare una striscia chiara mentre dove si incontrano creste e valli si ha comportamento distruttivo che sullo sfondo si presenta come una striscia scura.
Immagine

Questa immagine invece spiega l'effetto fotoelettrico. La teoria ondulatoria classica prevedeva che aumentando l'intensità della radiazione incidente su una lastra metallica, questa accumulasse energia fin quando non si fosse raggiunto un valore tale da liberare l'elettrone. Ebbene le cose non stanno così: in realtà, per tutte le radiazioni di frequenza minore di un certo valore di soglia (si potrebbe parlare anche di lunghezza d'onda) pur aumentando l'intensità della radiazione non viene liberato alcun elettrone. Solo radiazioni elettromagnetiche caratterizzate da valori superiori di un certo valore limite di frequenza, generano il rilascio di elettroni. Inoltre il rilascio di tali elettroni avviene istantaneamente senza "tempi di accumulo".
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#15

Messaggio da fulvio mete »

"Comunque riprodurre in casa l'esperimento della doppia fenditura è un po problematico perché si dovrebbe realizzare una fenditura di larghezza dell'ordine di grandezza della lunghezza d'onda del fascio luminoso impiegato, quindi dell'ordine delle centinaia di nanometri..un po complicato. Concettualmente però non è difficile da immaginare"
Veramente l'esperimento di Young è fattibile anche a casa, io l'ho fatto facendo passare il raggio di una torcetta piccola attraverso due fenditure molto ravvicinate ottenute in un foglio di alluminio sottile: non è il massimo, ma si rende l'idea. Esistono anche in commercio doppie fenditure in acetato su telaietti fotografici dal costo irrisorio.
Comunque, al di là del dualismo onda-particella nell'infinitamente piccolo (fotoni-elettroni) recentemente l'esperimento di Young è stato applicato anche a molecole (fullerene) dinmostrando che il confine infinitamente piccolo- infinitamente grande è forse meno netto di quanto si sia ipotizzato.
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