La trasparenza e i materiali innovativi in edilizia

In quest’ultimi due paragrafi verranno trattati i fenomeni legati all’ottica ondulatoria, definita all’inizio di questo capitolo, e quindi verrà fatto riferimento ai fenomeni di interferenza e di diffrazione.
Come è stato fatto in precedenza, per descrivere i fenomeni abbinati all’onda luminosa, è possibile iniziare ad esporre il concetto di interferenza partendo dalle onde unidimensionali. Il concetto d’ interferenza dipende fondamentalmente dal principio di sovrapposizione, il quale afferma che “se due o più onde che si propagano si muovono in un mezzo e si combinano in un dato punto, lo spostamento risultante del mezzo in quel punto è la somma degli spostamenti delle singole onde.” Le onde che obbediscono a questa legge sono dette lineari. La combinazione di onde diverse nella stessa regione di spazio per produrre un’ onda risultante si chiama interferenza. Una conseguenza del principio di sovrapposizione è che due onde che si propagano possono attraversarsi senza distruggersi o venirne alterate. Per esempio, quando due sassolini vengono gettati in acqua, le onde superficiali circolari che si espandono non si annullano l’ uno con l’ altra, come se fossero due sistemi indipendenti. Ecco perché con l’ interferenza non esiste un effetto permanente sugli impulsi dopo la separazione delle onde.
Inoltre un altro concetto da introdurre è come le onde si sommano. Esse possono sommarsi in maniera distruttiva o costruttiva. Nell’interferenza distruttiva l’ampiezza risultante è minore di quella di entrambe le onde, mentre nell’interferenza costruttiva l’ampiezza dell’onda risultante è maggiore di quella di ciascuna delle singole onde.
Quindi il termine interferenza è riferito a quei fenomeni di sovrapposizione ottenuti con onde emesse da due o più sorgenti.
Affinché si possa avere interferenza è necessario avere due sorgenti che producano due onde di identica lunghezza d’ onda. Per produrre una figura d’ interferenza stabile, le singole onde però devono mantenere la stessa relazione di fase tra loro, cioè essere coerenti. Un metodo comune per produrre due sorgenti di luce coerenti di identica lunghezza d’ onda è di usare una sola sorgente che emetta una singola lunghezza d’ onda per illuminare uno schermo contenente due strette fenditure. La luce uscente dalle due fenditure è coerente poiché una sola sorgente produce il fascio di luce originario e le due fenditure hanno il solo scopo di separare tale fascio in due parti. Una variazione nella luce emessa dalla sorgente si ripercuoterà nello stesso istante nei due fasci separati. Gli effetti di interferenza saranno ancora osservabili.
Diversamente due sorgenti sono incoerenti quando praticamente la differenza di fase tra due onde in qualsiasi punto non è costante nel tempo.
Seppur l’ interferenza si verifica in ogni tipo di onda e la trattazione è indipendente dalla natura delle onde in esame, i metodi per individuare o realizzare sorgenti coerenti sono dipendenti dal tipo di onda.
Le sorgenti di onde ordinaria, come il sole, sono composte da un numero enorme di atomi che oscillando a determinate frequenze emettono onde luminose. L’ onda emessa da una sorgente ordinaria è dunque la risultante dei pacchetti d’ onda elementari emessi dai singoli atomi: le rispettive fasi sono distribuite in maniera assolutamente casuale. In conclusione, sia le onde provenienti da due punti di una sorgente estesa che le onde provenienti da due sorgenti diverse risultano essere incoerenti e non danno luogo ai fenomeni di interferenza.