Page 36 - Un fisico in salotto

La luce è fatta di onde?

L’idea di Newton dei corpuscoli di luce, nata nel diciottesimo secolo, è
soddisfacente per spiegare una grande quantità di fenomeni luminosi e sembra andar
bene anche per rendere conto di fenomeni che Newton non poteva neanche
immaginare, come l’effetto fotoelettrico, scoperto da Hertz nel 1887 e interpretato in
termini di fotoni da Einstein nel 1905, con un lavoro che gli valse il Premio Nobel

per la fisica nel 1921.
Ma la questione non è così semplice. Studiando la luce, ci troviamo a indagare su
uno dei fenomeni più complessi che la Natura ci offre.

Già dai tempi di Newton molti scienziati erano assolutamente contrari all’ipotesi
corpuscolare e sostenevano un’altra ‘verità’ per spiegare i fenomeni luminosi.
Tra essi vanno citati Robert Hooke (1635-1703), inglese come Newton e come lui
membro della famosa Royal Society , e l’olandese Christiaan Huygens (1629-1695).
Hooke e Huygens sostenevano l’ipotesi ondulatoria dei fenomeni luminosi. La
cosa veramente sorprendente è che oggi sappiamo che avevano ragione tanto Newton

quanto Hooke e Huygens!
Intanto eseguiamo un semplice esperimento, per capire meglio come stanno le
cose. È un esperimento che possiamo eseguire facilmente in casa, andando a
ripescare il piccolo laser a luce rossa che abbiamo già utilizzato per misurare la
velocità della luce. Stavolta questo strumento ci riserva sorprese veramente

straordinarie.
Ebbene, al buio, puntiamo il nostro laser contro uno schermo bianco e
successivamente, lungo il raggio luminoso, interponiamo verticalmente un capello.
Poiché il capello è un oggetto molto sottile, ci aspetteremmo di continuare a
vedere sullo schermo lo stesso puntino luminoso di prima, magari accompagnato da
qualcosa come la sottile ombra del capello. In effetti si continua a vedere il punto
luminoso ma, cosa sorprendente, vediamo che la luce si è diffusa anche alla sua

destra e alla sua sinistra, formando piccole strisce luminose che si alternano a zone
nelle quali la luce non è caduta affatto.
È possibile interpretare il risultato di questo esperimento in termini di fotoni intesi
come corpuscoli, cioè come ‘palline’ che viaggiano in linea retta?
Comunque sforziamo la nostra fantasia, non riusciamo ad avere una spiegazione
soddisfacente.

Infatti, potremmo certamente immaginare che i fotoni, passando di striscio intorno
al capello, vengano deviati casualmente un po’ a destra e un po’ a sinistra e vadano
dunque a cadere anche da una parte e dall’altra; ma come interpretare il fatto che ci
sono zone nelle quali non osserviamo luce? Ci aspettiamo che i fotoni possano
cadere in qualsiasi punto dello schermo: come interpretare che la luce va invece a
cadere in certe zone ma non in altre?
A questo punto ci viene in mente che esistono zone ‘proibite’ nella propagazione