Page 177 - Fisica per non fisici
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l’energia E e la quantità di moto p di un raggio luminoso. Tale relazione è la
seguente:
E = cp (120)
Proprio in virtù di quest’ultima uguaglianza ritroviamo tra l’altro una circostanza
della quale abbiamo già parlato e cioè che alla piccola pressione di radiazione
dovuta alla quantità di moto p di un raggio luminoso corrisponde una energia
rilevante: per ottenere E dobbiamo infatti moltiplicare p per il valore enormemente
elevato della velocità della luce c.
Fatte queste premesse, ricordiamoci anche di tutto quello che abbiamo studiato a
proposito del principio di azione e reazione e dello sparo di un cannone; perché ci
apprestiamo a studiare una situazione analoga a quella che si verifica nel rinculo
delle armi da fuoco.
Supponiamo infatti di avere un piccolo laser inizialmente fermo che poi, quando
lo accendiamo, invia luce su uno schermo posto a distanza l da esso.
Il laser è proprio il «cannone» che lancia il raggio luminoso, come un proiettile,
alla velocità della luce c. Il raggio impiega dunque un tempo:
t = l/c (121)
per raggiungere lo schermo. E proprio come un cannone parte in direzione opposta a
quella del proiettile, così il laser parte con una certa velocità V in direzione opposta
a quella del raggio luminoso che ha lanciato.
E qui vediamo perché si parla di un esperimento ideale: è infatti impossibile fare
in modo di osservare in pratica il rinculo del laser. Occorrerebbe porlo per esempio
su un carrellino che dovrebbe scorrere con attrito praticamente inesistente, poiché la
quantità di moto della luce emessa dal laser è veramente piccolissima.
Allora, soltanto in linea di principio, di quanto sarà arretrato il laser quando la
sua luce sarà arrivata sullo schermo?
Evidentemente per un tratto L dato dalla velocità V che il laser ha acquistato per
il tempo t. Ricordando la (121) si ha dunque:
L = Vt = V(l/c) (122)
Ebbene, la velocità del laser è uguale alla quantità di moto che ha acquistato p laser
diviso per la massa M del laser stesso:
V = p laser /M (123)
