Illuminazione...quantisitica!!
 

Salve a tutti,
ho da poco finito di studiare per gli esami di maturità. Fisica è in assoluto la materia che più mi ha affascinato durante i 5 anni e non meno ha fatto l'ultimo argomento.."la meccanica quantistica"..
..ora non sto qui a speigarla, ma l'argomento, o meglio la formula, che mi interessava discutere è quella enunciata da Einstein in seguito allo studio dell'effetto fotoelettrico...quella che afferma che l'energia di un singolo quanto-fotone è pari a E = fh, in cui h è la costante di plank e f è la frequenza della radiazione luminosa...ora proprio qui inizia il mio pensiero...

come si vede dalla foto

http://www.centroculus.it/immagini/s...omagnetico.png

la frequenza della radiazione è maggiore per la luce "blu" mentre è minore per la luce "rossa" (nel disegno sono riportate le lunghezze d'onda, ma basta ricordarsi che esiste una relazione tra la lunghezza d'onda L di un'onda e la sua frequanza f del tipo f = v/L in cui v è la velocità dell'onda...quindi per la luce diventa f = c/L e c è una costante relativistica come si sa) quindi pensando ai fotoni come delle "palline" di energia E che vengono assorbite dai coralli dotati di zooxanthelle, si potrebbe dire che a parità di intensità luminosa il corallo assorbirebbe più energia se venisse illuminato da una luce "blu" e ne assorbirebbe meno se venisse illuminato con una luce tendente al rosso...
..più energia, significa più crescita...quindi una vasca illuminata con lampade dal colore tendente al blu dovrebbero avere coralli che crescono maggiormente rispetto a quelli presenti in vasche illuminate con lampade "bianche"....

ora, non so se quello che ho detto è completamente giusto, soprattutto dal punto di vista della crescita dei coralli...per questo ho aperto questo topic sperando di avere maggiori delucidazioni..:-)

ciao

interessante ! sentiamo i pareri

nessuno ha qualcosa da dire a riguardo??...

mha io ci capisco poco....ma un dubbio lo ho,se le zooxantelle sono come sappiamo alghe unicellulari,non dovrebbero giovare per la fotosintesi,di una illuminazione più calda ?
é un pò come fare fito con una lampada da 10000k e 6500k la differenza si nota eccome in termini di velocità di crescita della cultura.

Sono appena tornato da una settimana di ferie da Mers alarm......
Tralasciando il fatto che finalemente ho visto una barriera sana e rigogliosa sono sempre piu' convinto che stiamo sbagliando tutto sulla gadazione dell'illuminazione.....
Gia' sotto i 10metri,dove ho visto le colonie piu' sane e belle,la luce e' molto piu' vicina a dei 17000-20000 che non hai 10000-14000 che cerchiamo noi......
I rossi non ci sono proprio.....

oh..ecco..così mi piace...

allora io, per adesso, di marino ne capisco bene poco...devo ancora capire moltissime cose del dolce che lo seguo ormai da 8 anni...quindi, figuratevi come sono messo..#13

io sto parlando in termini di ipotesi fisiche...o meglio quantistiche...cioè: pensiamo al fotone come una pallina dotata di una certa energia proporzionale alla frequenza della radiazione luminosa...questa quando incontra un qualsiasi oggetto viene assorbita o riflessa..poniamo che venga assorbita, nel nostro caso da una zooxanthella...l'energia che le sarà fornita sarà maggiore quanto più maggiore sarà la frequenza del fotone...quindi più energia assorbita dalle zooxanthelle, più energia ceduta al corallo, più crescita...(teoricamente)...

..ora è su questi più-più che non sono convinto del ragionamento...

ma un dubbio lo ho,se le zooxantelle sono come sappiamo alghe unicellulari,non dovrebbero giovare per la fotosintesi,di una illuminazione più calda ?

ecco, questo è interessante, in quanto bisogna vedere se effettivamente le zooxanthelle lavorano meglio con uno spettro tendente al rosso (in barba alla meccanica quantistica) oppure no...

cosa mi dite..:-)

roby bisogna tenere conto della quantità di fotoni che emette una lampada da 20000 rispetto a una da 10000 però....non serve a niente avere tanta energia in poca quantità...non credo che il rapporto sarebbe bilanciato ;-) riporto un paragrafo del libro in cui ho studiato fisica nucleare...

"L’effetto fotoelettrico è quello che prevale a bassi valori della frequenza. Consiste
nella cessione totale dell’energia del fotone ad un elettrone legato (ad esempio in un
metallo), che acquista un’energia tale da poter uscire dal materiale. L’energia
cinetica dell’elettrone sarà perciò pari alla differenza tra l’energia hν del fotone e
l’energia di legame dell’elettrone espulso. Il processo avrà come soglia (energia
minima) perciò un valore pari all’energia di legame e non potrà aver luogo ad energie
inferiori.
Anche se l’energia del fotone fosse tale da permettere l’espulsione di più elettroni,
non è possible una suddivisione dell’energia ma il processo coinvolge sempre un solo elettrone.
L’elettrone emesso viene però a sua volta rallentato e fermato nel mezzo,
producendo ulteriore ionizzazione. In questo modo, sia pure indirettamente, la perdita di energia della radiazione (in questo caso fotonica) si trasforma in energia assorbita di fatto dal
mezzo. In aggiunta, la lacuna creata dall’elettrone espulso, viene colmata da elettroni
di orbitali superiori, con ulteriore emissione di un raggio X. Questo può a sua volta
creare, di nuovo indirettamente, ulteriore ionizzazione (e assorbimento di energia) nel
mezzo o liberare un elettrone Auger poi assorbito.
Come già accennato, il meccanismo di assorbimento fotoelettrico è il meccanismo
dominante a basse frequenze. La probabilità che il processo avvenga è infatti
inversamente proporzionale alla terza potenza dell’energia hν, e dipende inoltre da
una potenza elevata (dell’ordine di 4-5) del numero atomico dell’assorbitore. Perciò
nuovamente, a parità di altre condizioni, assorbitori con alto numero atomico (ad
esempio piombo) sono più efficaci. "

Andrea Vitturi, "Radiazioni"
scaricabile qui http://www.pd.infn.it/~vitturi/Radiazioni.pdf

secondo me l'effetto fotoelettrico centra ben poco per i nostri scopi...IMHO ;-)

daniel...hai capito male...io l'effetto fotoelettrico l'ho tirato in ballo solo per introdurre la formula di Einstein...ma la formula funzia per i fotoni in generale, non solo con l'effetto fotoelettrico...

l'effetto fotoelettrico non è altro che un "risultato" da cui si può ricavare la forula...e come hai detto giustamente tu, ogni fotoelettrone emesso avrà un'energia cinetica paria all'eenergia di legame col metallo meno l'energia del fotone assrobito: Ec = EL - hf...;-)

vero è che bisogna vedere se la quantità di fotoni emessi è la stessa per ogni lampada...ma questo penso dipenda dalla potenza della lampada stessa, ma non vorrei dire una fesseria...anche perchè la potenza è il rapporto tra la differenza dell'energia prodotta da "qualcosa" e il tempo in cui questo "qualcosa" produce tale energia...e quindi ci potrebbe stare..:-)

volevo ritirare su questo topic....

....oltre a quello che ho detto vorrei aggiungere una cosa che non ho scritto...due considerazioni...

in fisica la potenza si esprime come un rapporto tra energia (consumata/prodotta) nell'unità di tempo...ora, come abbiamo visto, prendendo due lampade con gradazioni di colore diverse ma della stessa potenza (teorica) la quantità di fotoni emessi dalla lampada con spettro simil 10000K dovrebbe essere maggiore di quella della simil 20000K...infatti se le potenze sono uguali, ma i fotoni prodotti hanno energia diverse (maggiore quelli "blu" e minore quelli "bianchi") per la definizione di potenza deve variare il numero di fotoni prodotti in quanto ricordo che ogni fotone emesso ha energia E pari a hf...

urca! qua si va sul tecnicissimo! provate magari a metterla giù con qualche esempio un po' più "pragmatico". non per sminuire la parte scientifica, ma a far capire come si può mettere in pratica questo studio..
proverò a chiedere anche a mia sorella che è insegnante di fisica (non "educazione"..)
bella li!