Unità Fondamentali e Fisica della Luce

alla classica equivalenza fra materia ed energia di Einstein, saranno la base fondamentale per tutte le nostre discussioni successive. Data la crucialità di queste tre formule, generalmente i fisici preferiscono scegliere delle unità di misura particolari, chiamate unità di misura naturali, tali da far sì che le costanti fondamentali che compaiono in queste formule risultino $h=1$ e $c=1$. In queste condizioni, con queste unità di misura speciali le formule sopraindicate si semplificano nettamente, trasformandosi in formule più elementari. Queste unità di misura naturali, come si vede dalle formule precedenti, hanno fatto sparire le costanti evidenziando le relazioni fra i concetti fondamentali. In queste unità di misura lo spazio ed il tempo sono uguali, mentre l'energia è il loro inverso. Il pregio di queste unità di misura, è la loro capacità di semplificare i calcoli ed indicare concetti. Ad esempio in queste nuove unità di misura, poiché $c=1$, l'equivalenza fra massa ed energia $E=mc^2$ diventa $E=m$. Come vedremo comunque, queste poche formule sono così fondamentali per la descrizione dei processi atomici e cosmologici che tutte le manipolazioni algebriche fra queste formule ed altre fondamentali, come quelle della gravitazione $F=\frac{Gm_1m_2}{d^2}$, forniscono dei risultati fisicamente significativi. Il Sole è il centro di ogni vita e la luce è il suo veicolo. Dal punto di vista della Fisica moderna, ed in particolare della Cosmologia, la nostra conoscenza di tutto ciò che risiede all'esterno del globo terrestre risiede essenzialmente nella luce. Per questo motivo, lo studio della fisica della luce, cioè conoscere quali leggi regolano il moto della luce, costituisce certamente un elemento fondamentale per i nostri studi. In realtà, da un punto di vista puramente storico, le principali scoperte del secolo scorso sono state originate dallo studio di fenomeni di carattere luminoso. Dallo studio degli effetti microscopici della luce, infatti, è sorto il seme della Meccanica Quantistica, mentre dallo studio del suo comportamento macroscopico si è andata delineando la teoria della Relatività Generale. La luce è un flusso di energia elettromagnetica che si propaga nello spazio e nel tempo ad una velocità che viene supposta costante ed indicata con la lettera $c$. Quando una carica elettrica o magnetica si muove nel vuoto, interagisce con esso e con le sue caratteristiche fisiche, dando origine ad un'onda o radiazione elettromagnetica.