Francesco Maria Grimaldi nasce a Bologna il 2 aprile 1618 da Paride Grimaldi and Anna Cattani. Ordinato preste gesuita nel 1651, si occupa nel corso della sua vita di fisica, matematica e astronomia, studiando in particolar modo le macchie solari e lunari. Nel 1665 viene pubblicato postumo il suo libro di ottica “Physico-mathesis de lumine, coloribus, et iride, aliisque annexis” in cui ipotizza la natura ondulatoria della luce e conia per la prima volta il termine “diffrazione” (dal latino “diffringere”, cioè frazionare in più parti). Secondo i suoi esperimenti infatti la luce, passando vicino ad un ostacolo, subisce il “fenomeno di diffrazione”, per cui il fascio luminoso si rompe e si propaga anche dietro l’ostacolo, comportandosi come un’onda. E’ possibile osservare un ritratto di Grimaldi presso il Museo di Palazzo Poggi dell’Università di Bologna.
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Veduta aerea delle torri di Bologna |
La sala dell'ottica del Museo |
Perchè cristallografia? – La cristallografia è una tecnica sperimentale che sfrutta il fatto che i raggi X (onde elettromagnetiche) vengono diffratte dai cristalli, così come le onde sulla superficie dell’acqua vengono diffratte dagli scogli. I raggi X infatti hanno la lunghezza d’onda opportuna (~10-10m) per essere diffratti dalle nuvole elettroniche di un atomo. Studiando le figure di interferenza che si formano, è possibile risalire alla densità elettronica di una molecola, cioè al modo in cui gli atomi sono disposti in maniera ordinata e periodica all’interno del cristallo.
La diffrazione è un fenomeno fisico che si ha quando un’onda (d’acqua, sonora, elettromagnetica ecc.) incontra un ostacolo, la sua traiettoria ne viene deviata e si vengono così a formare figure intricate dette figure di interferenza. Questo accade in modo rilevante quando le dimensioni della lunghezza d’onda e dell’ostacolo sono confrontabili. Tra i fenomeni di cui la diffrazione è responsabile ricordiamo le increspature dell’acqua, i colori cangianti in alcuni insetti, o l’iridescenza delle bolle di sapone.
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Ritratto di Grimaldi e copertina del suo libro |
Fenomeni di diffrazione |