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1 Onde elettromagnetiche Velocità dellonda: Permeabilità magnetica del vuoto costante dielettrica del vuoto.

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Presentazione sul tema: "1 Onde elettromagnetiche Velocità dellonda: Permeabilità magnetica del vuoto costante dielettrica del vuoto."— Transcript della presentazione:

1 1 Onde elettromagnetiche Velocità dellonda: Permeabilità magnetica del vuoto costante dielettrica del vuoto

2 2 Principio di Huygens: Tutti i punti su un fronte donda fungono da sorgenti puntuali di onde elementari sferiche secondarie. Dopo un certo tempo t, la nuova posizione del fronte donda sarà la tangente superficiale a queste onde secondarie. Fronte donda allistante t=0Nuova posizione del fronte donda allistante t= t

3 3 Come vedere il carattere ondoso della luce? Esempio: luce che entra in un materiale trasparente (vetro) -> rifrazione Lattraversamento da parte della luce di una superficie di separazione ( o interfaccia) tra due mezzi materiali è chiamato rifrazione, e la luce si dice rifratta.

4 4 Si può misurare (lo discutiamo fra poco) che la velocità della luce è più bassa nel vetro che nel vuoto: Se la luce è unonda, se la sua velocità si abbassa nel vetro, e data la relazione Cosa cambierà? T o ? v

5 5 Esempio: macchine in autostrada, v=100km/h, distanza 100 m. Cosa succede se devono abbassare la velocità a 50 km/h? Se il traffico non deve fermarsi, e se non e possibile creare macchine dal niente, devono continuare con una nuova distanza fra di loro di 50 m, mentre il tempo che passa fra il passaggio di una macchina e laltra rimane costante. La stessa cosa vale per le creste di unonda:

6 6 Per il triangolo hce: Per il triangolo hcg: Rifrazione di unonda piana su una superficie piana

7 7 conIndice di rifrazione Legge di rifrazione La legge di rifrazione si può spiegare, assumendo un carattere ondoso della luce. Un modo ancora più diretto per vedere il carattere ondoso della luce è il fenomeno di diffrazione:

8 8 Diffrazione Se unonda incontra una barriera che ha un apertura di dimensioni simili alla lunghezza donda, londa che loltrepassa si allarga, cioè si diffrange, nella zona oltre la barriera.

9 9 Qualitativamente (ignorando effetti di interferenza):

10 10 Esperimento di Young (1801) La diffrazione può essere studiata in modo quantitativo usando il fenomeno di interferenza Frange di interferenza frange chiare frange scure

11 11 => Interferenza di onde sia Si può dimostrare: Quando due onde sinusoidali aventi stessa ampiezza e lunghezza donda si muovono in maniera concorde nella stessa direzione lungo una corda tesa, esse interferiscono a formare unonda risultante sinusoidale che si propaga sempre nella medesima direzione con

12 12

13 13 Posizione delle frange Differenza di cammino Interferenza costruttiva per differenza di cammino L uguale a zero o a un multiplo intero di lunghezze donda: con m=0,1,2,... massimi, frange chiare minimi, frange scure

14 14 Esempio: Lunghezza donda =546 nm, distanza tra le fenditure d=0.12 mm distanza D tra gli schermi D=55 cm si assuma che langolo sia sufficientemente piccolo da poter introdurre lapprossimazione sin =tan = Qual è la distanza tra due massimi vicino al centro della figura dinterferenza? Per y m sappiamo: Massimo di ordine m:

15 15 Interferometro di Michelson (1881) Specchio semiriflettente Sorgente di luce

16 16 Diffrazione da singola fenditura: Posizione dei minimi …poiche lanalisi della diffrazione e piu complessa sotto laspetto matematico, affronteremo il problema solo per le frange scure:… …si divide mentalmente la fenditura in due segmenti di uguale larghezza a/2… allinterno della fenditura le onde dei raggi r 1 e r 2 sono in fase, poiche originano dallo stesso fronte donda. Quando raggiungono P1 esse, per generare una frangia scura, devono essere sfasate di /2

17 17 Attenzione: scala! D>>a, y>>a y

18 18 Primo minimo

19 19 In generale: Minimi, frange scure

20 20 Reticoli di diffrazione o fenditure o intagli paralleli in superfici opache Massimi, righe chiare


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