Specchio piano.
Nell`inventario del 1906, a pag. 234 n° 838 si legge: “3 specchi piano, convesso e concavo montati su sostegni. Condizione mediocre. £ 3. [tot. N.d.R.] £ 10”. Destinati al Gabinetto di Fisica.
Uno di essi compare in primo piano a destra su una foto storica del Gabinetto di Fisica, più volte riportata in questo sito.
Nel presentare i tre antichi specchi, invece di soffermarci sulle spiegazioni dell`ottica geometrica che si trovano con dovizia di particolari in ogni manuale scolastico e in rete, vogliamo sollecitare la curiosità di coloro che non si sono mai chiesti come e perché uno specchio “specchia”.
Infatti la consuetudine con certi fenomeni, risalente all`infanzia, spesso gioca a smorzare la curiosità.
Innanzi tutto uno specchio comune è composto da una lastra di vetro sulla quale è stato depositato uno strato sottile, ma non troppo, di metallo e da una vernice che protegge il metallo dall`ossidazione.
Il vetro è un dielettrico ed ha una struttura molto complessa se considerato nell`ambito dell`interazione della sua struttura atomica con i fotoni incidenti.
È noto che una lastra di vetro le cui superfici siano “lisce” riflette sia in funzione dell`angolo di incidenza del “raggio” di luce, sia del colore di ciò che sta dietro al vetro.
Si provi a mettersi di fronte ad una lastra di vetro con dietro un ambiente luminoso, si ponga poi dietro la superficie posteriore un foglio bianco e successivamente uno nero.
Si valutino qualitativamente le intensità delle luce riflessa nei casi suddetti. Poi si facciano le stesse prove con luce incidente via via sempre più in radenza.
Inoltre facciamo notare che se le superfici della lastra di vetro non sono otticamente “lisce” essa assume un colore bianco-grigiastro, non riflette ma provoca la diffusione della luce.
La fotografia in bianco e nero ottenuta col microscopio elettronico mostra la superficie “liscia” di uno specchio di alluminio. Sembra di vedere una landa pietrosa! Nell`ambito della teoria ondulatoria della luce la spiegazione che si fornisce è che le dimensioni delle screpolature devono essere di dimensioni inferiori alla lunghezza d`onda media della luce nel visibile ( circa 550 nm).
La spiegazione più approfondita ed estremamente complessa dell`interazione dei fotoni con gli elettroni nel metallo, (o con gli atomi o le molecole nel vetro), fornita dall`elettrodinamica quantistica QED, esula ovviamente dal nostro intento.
Se il metallo depositato sul vetro è troppo sottile ( dello spessore di qualche decina di atomi) lo specchio diventa semitrasparente, poiché una buona parte del fotoni non interagisce con gli elettroni e attraversa sia il vetro sia il metallo.
Nelle altre schede ci chiederemo fra l`altro perché negli specchi comuni si usano l`argento e l`alluminio.
I primi specchi erano costituiti da rame e bronzo ben lucidati ma davano immagini con colorazioni sul rosso o giallo-verde.
Poi vennero impiegati lo stagno pressato in amalgama col mercurio (che a fine lavorazione veniva tolto) su una lastra di vetro; il piombo, l`argento e l`alluminio, raramente il platino, sempre depositati, spesso per via elettrolitica, su una lastra di vetro. Questi ultimi sono incolori, nel senso che restituiscono immagini con i colori immutati.
Oggi si costruiscono specchi speciali depositando multi-strati di film dielettrici su vetro ottico con caratteristiche sorprendenti.
La foto della superficie dell’alluminio al microscopio elettronico è tratta da: AA. VV. PPC Progetto Fisica, Vol. B, Zanichelli, Bologna 1986.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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