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Ottica. Introduzione storica Pitagora - VI sec. A.C. Locchio invia raggi visuali Simulacri emessi dagli oggetti Democrito - V sec. A.C. Euclide - IV sec.

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1 Ottica

2 Introduzione storica Pitagora - VI sec. A.C. Locchio invia raggi visuali Simulacri emessi dagli oggetti Democrito - V sec. A.C. Euclide - IV sec. A.C. LOttica Legge della riflessione Riflessione negli specchi piani e sferici LOttica Legge della riflessione Riflessione negli specchi piani e sferici

3 Sviluppo dellottica geometrica – XVII sec. Galileo Galilei Cannocchiale galileiano 1609 Cannocchiale galileiano 1609 Johannes Kepler Cannocchiale kepleriano 1610 Cannocchiale kepleriano Ad Vitellionem Paralipomeni Primo trattato di ottica geometrica Immagini generate da specchi piani 1611 Dioptrice Teoria delle lenti 1604 Ad Vitellionem Paralipomeni Primo trattato di ottica geometrica Immagini generate da specchi piani 1611 Dioptrice Teoria delle lenti

4 Sviluppo dellottica geometrica – XVII sec. Willebrord SnellRenè Descartes Rifrazione della luce Legge di Snell-Descartes Rifrazione della luce Legge di Snell-Descartes Esperimenti sulla rifrazione della luce 1619 Esperimenti sulla rifrazione della luce 1619 Luce composta da corpuscoli 1637 Luce composta da corpuscoli 1637

5 Nascita dellottica ondulatoria – XVII sec. Francesco Maria Grimaldi Isaac Newton Diffrazione della luce 1655 Diffrazione della luce 1655 Teoria corpuscolare della luce 1704 Teoria corpuscolare della luce 1704 Christiaan Huygens Teoria ondulatoria della luce 1690 Teoria ondulatoria della luce 1690 Dibattito sulla natura della luce

6 Dibattito sulla natura della luce – XIX sec. Albert Einstein e Max Planck Fotoni Fotoni Niels Bohr La luce si comporta sia come unonda sia come una particella 1928 La luce si comporta sia come unonda sia come una particella 1928 Teoria corpuscolare Thomas Young Interferenza 1801 Interferenza 1801 Teoria ondulatoria

7 Ottica Geometrica La luce si propaga in linea retta

8 Ottica Geometrica La luce si propaga in linea retta Talete IV sec. A.C.

9 Ottica Geometrica: la riflessione della luce Leggi della riflessione Il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale alla superficie riflettente nel punto di incidenza giacciono tutti sullo stesso piano; Langolo di incidenza è uguale allangolo di riflessione: θ i = θ r Leggi della riflessione Il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale alla superficie riflettente nel punto di incidenza giacciono tutti sullo stesso piano; Langolo di incidenza è uguale allangolo di riflessione: θ i = θ r

10 Ottica Geometrica: la rifrazione della luce

11 Definiamo INDICE DI RIFRAZIONE n di una materiale il rapporto tra la velocità della luce c e la velocità della luce v nel materiale: Definiamo INDICE DI RIFRAZIONE n di una materiale il rapporto tra la velocità della luce c e la velocità della luce v nel materiale: c = km/s

12 Indici di rifrazione

13 Ottica Geometrica: la rifrazione della luce Leggi della rifrazione Il raggio incidente, il raggio rifratto e la normale alla superficie di separazione dei due mezzi nel punto di incidenza giacciono tutti sullo stesso piano; Vale la legge di Snell: n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2 Leggi della rifrazione Il raggio incidente, il raggio rifratto e la normale alla superficie di separazione dei due mezzi nel punto di incidenza giacciono tutti sullo stesso piano; Vale la legge di Snell: n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2

14 Esempio n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2 Il faro di una barca è utilizzato per illuminare di notte una cassa affondata. Sapendo che langolo di rifrazione θ 2 è di 31°, determinare con quale angolo deve essere orientato il faro per illuminare la cassa.

15 Ottica Geometrica: la rifrazione della luce Quando la luce passa da un mezzo con indice di rifrazione minore ad un mezzo con indice di rifrazione maggiore, il raggio rifratto si avvicina alla normale (infatti se n 1 sinθ 2 ). Quando la luce passa da un mezzo con indice di rifrazione maggiore ad un mezzo con indice di rifrazione minore, il raggio rifratto si allontana dalla normale (infatti se n 1 > n 2 allora sinθ 1 < sinθ 2 ). Quando la luce passa da un mezzo con indice di rifrazione minore ad un mezzo con indice di rifrazione maggiore, il raggio rifratto si avvicina alla normale (infatti se n 1 sinθ 2 ). Quando la luce passa da un mezzo con indice di rifrazione maggiore ad un mezzo con indice di rifrazione minore, il raggio rifratto si allontana dalla normale (infatti se n 1 > n 2 allora sinθ 1 < sinθ 2 ). n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2

16 Ottica Geometrica: la riflessione totale Allaumentare dellangolo di incidenza, aumenta anche langolo di rifrazione. Quando langolo di incidenza raggiunge un certo valore, chiamato ANGOLO LIMITE θ L, langolo di rifrazione è di 90°. Quando langolo di incidenza è maggiore di θ L il raggio rifratto manca e tutta la luce incidente viene riflessa allinterno del mezzo da cui proveniva. Allaumentare dellangolo di incidenza, aumenta anche langolo di rifrazione. Quando langolo di incidenza raggiunge un certo valore, chiamato ANGOLO LIMITE θ L, langolo di rifrazione è di 90°. Quando langolo di incidenza è maggiore di θ L il raggio rifratto manca e tutta la luce incidente viene riflessa allinterno del mezzo da cui proveniva. n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2 (con n 1 > n 2 )

17 Esempio n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2 Determinare langolo limite per la luce che si propaga dallacqua verso laria.


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