Lunghezza d'Onda nel Vuoto: Definizione, Simbolo e Conversione
Lunghezza d'onda nel vuoto (λ₀) è la lunghezza d'onda di radiazione elettromagnetica misurata in un vuoto perfetto (indice di rifrazione n = 1). È la proprietà intrinseca e invariante di un fotone.
Perché è Importante
- Riferimento standard: tutte le altre lunghezze d'onda (in aria, acqua, vetro) derivano da λ₀.
- Database di spettroscopia (NIST, HITRAN) elencano lunghezze d'onda nel vuoto.
- Specifiche laser, griglia canali DWDM, calcoli di rosso cosmologico usano λ₀.
Relazione con la Lunghezza d'Onda nel Mezzo
In un mezzo con indice di rifrazione n:
λ_medium = λ₀ / n
La frequenza f (e l'energia del fotone hf) rimane costante; cambiano solo lunghezza d'onda e velocità di fase.
Indici di Rifrazione Comuni
| Mezzo | n (approx.) | λ_medium / λ₀ |
|---|---|---|
| Vuoto | 1.000000 | 1.0000 |
| Aria (STP) | 1.000293 | 0.9997 |
| Acqua (20°C) | 1.333 | 0.750 |
| Vetro BK7 | 1.517 | 0.659 |
| Diamante | 2.42 | 0.413 |
Notazione
- λ₀ (lambda-zero) – lunghezza d'onda nel vuoto.
- λ (lambda) – lunghezza d'onda nel mezzo corrente (dipende dal contesto).
- λ_aria – talvolta usato in modo intercambiabile con λ₀ per lavori a bassa precisione.
Applicazioni
- Fisica dei laser: Banda di guadagno, modi di cavità definiti in λ₀.
- Fibra ottica: Griglia ITU-T G.694.1 DWDM ancorata a 193.1 THz (λ₀ = 1552.52 nm).
- Rivestimenti a pellicola sottile: Spessore ottico quarto d'onda = λ₀/4n.
- Astrofisica: Rosso z = (λ_obs − λ₀)/λ₀.
Punto Chiave
La lunghezza d'onda nel vuoto è il "vero" colore della luce. Specificare sempre λ₀ quando si condividono dati spettrali tra mezzi diversi.