Questo articolo spiega cos’è la luce monocromatica, a cosa serve e come generare questo tipo di luce. Imparerai anche la differenza tra luce monocromatica e luce policromatica.
Cos’è la luce monocromatica?
La luce monocromatica è la luce che ha una singola lunghezza d’onda. Pertanto, la luce monocromatica è una radiazione monocromatica, cioè una radiazione a frequenza costante.
Pertanto, l’occhio umano percepisce la luce monocromatica come un unico colore spettrale. In poche parole, la luce monocromatica è la luce che identifichiamo come colore.
Di seguito puoi vedere una tabella in cui i diversi colori sono correlati alle corrispondenti proprietà ottiche:
| Colore | Lunghezza d’onda (nm) | Frequenza (THz) | Energia (eV) |
|---|---|---|---|
| viola | 380 – 450 | 670 – 790 | 2,75 – 3,26 |
| Blu | 450 – 485 | 620 – 670 | 2,56 – 2,75 |
| ciano | 485 – 500 | 600 – 620 | 2.48 – 2.56 |
| Verde | 500 – 565 | 530 – 600 | 2:19 – 2:48 |
| GIALLO | 565 – 590 | 510 – 530 | 2.10 – 2.19 |
| Arancia | 590 – 625 | 480 – 510 | 1.98 – 2.10 |
| Rosso | 625 – 780 | 385 – 480 | 1,65 – 1,98 |
Tieni presente che la monocromaticità pura non esiste, quindi la luce monocromatica è una caratteristica ideale. In realtà la luce monocromatica è sempre composta da radiazioni di lunghezze d’onda diverse, sebbene queste siano praticamente le stesse e quindi è considerata monocromatica.
Monocromatori leggeri
Sono principalmente tre gli strumenti che permettono di separare la radiazione elettromagnetica in base alla sua lunghezza d’onda e, quindi, di ottenere luce monocromatica. Questi strumenti sono prismi, reticoli di diffrazione e filtri ottici.
Prisma
Un prisma ottico divide la luce in diversi colori spettrali. Cioè, un prisma piega la luce che cade su di esso in diversi fasci di luce a seconda della sua lunghezza d’onda, in modo da separare la luce incidente in diversi fasci di luce monocromatica.
Pertanto, il prisma sfrutta la proprietà ottica secondo cui l’indice di rifrazione del vetro dipende dalla lunghezza d’onda, quindi la luce lascia il prisma con un angolo diverso a seconda della lunghezza d’onda.
Reticolo di diffrazione
I reticoli di diffrazione sono costituiti da fili di un certo spessore situati ad una certa distanza. Pertanto, un reticolo di diffrazione diffrange la luce in direzioni diverse a seconda della lunghezza d’onda della radiazione. In questo modo è possibile separare la radiazione elettromagnetica incidente in diversi fasci luminosi a seconda della loro lunghezza d’onda.
Questi tipi di strumenti ottici sono spesso utilizzati in spettrometria come elementi monocromatori.
Filtro ottico
Un filtro ottico è un materiale che assorbe la luce di un determinato intervallo di lunghezze d’onda e consente il passaggio della luce di una lunghezza d’onda specifica.
Pertanto, è possibile generare luce monocromatica se si utilizza un filtro ottico con un intervallo di lunghezze d’onda molto piccolo. Il filtro ottico assorbirà tutta la radiazione incidente tranne quella che ha la lunghezza d’onda desiderata, ottenendo così una luce monocromatica.
Luce monocromatica e luce policromatica
In questa sezione vedremo la differenza tra luce monocromatica e luce policromatica, poiché sono due concetti fisici strettamente correlati.
La luce policromatica è luce che emette radiazioni elettromagnetiche di diverse lunghezze d’onda. In altre parole, la luce policromatica è un insieme di radiazioni elettromagnetiche di diverse frequenze.
Pertanto, la differenza tra luce monocromatica e luce policromatica è il numero di lunghezze d’onda. La luce monocromatica ha un’unica lunghezza d’onda, mentre la luce policromatica è composta da diverse lunghezze d’onda.
Utilizzo della luce monocromatica
Infine vedremo a cosa serve la luce monocromatica, perché oltre alla definizione di luce monocromatica è utile conoscerne anche le applicazioni per comprenderne meglio il significato.
La luce monocromatica viene utilizzata nella tecnica di analisi spettroscopica, che prevede l’esposizione di un campione di materiale a radiazioni monocromatiche e la misurazione della quantità di radiazioni che assorbe. Quindi, dal grafico dell’assorbimento in funzione della frequenza della radiazione monocromatica, possiamo determinare la composizione del materiale. Questo principio viene utilizzato nel funzionamento del fotocolorimetro.
Inoltre, la luce monocromatica è un tipo di luce utilizzata in molti strumenti ottici, come fotocolorimetro, spettrofotometro, spettrofluorimetro, spettrometro, ecc.