Ottica

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

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

Sviluppo dell’ottica geometrica – XVII sec. Willebrord Snell Renè Descartes Rifrazione della luce Legge di Snell-Descartes Esperimenti sulla rifrazione della luce 1619 Luce composta da corpuscoli 1637

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

La luce si comporta sia come un’onda sia come una particella Dibattito sulla natura della luce – XIX sec. Teoria corpuscolare Teoria ondulatoria Niels Bohr Albert Einstein e Max Planck Thomas Young La luce si comporta sia come un’onda sia come una particella 1928 Fotoni 1900-1905 Interferenza 1801

La luce si propaga in linea retta Ottica Geometrica La luce si propaga in linea retta

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

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; L’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione: θi = θr

Ottica Geometrica: la rifrazione della luce

Ottica Geometrica: la rifrazione della luce 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 = 300.000 km/s

Indici di rifrazione

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: n1 sinθ1= n2 sinθ2

Esempio n1 sinθ1= n2 sinθ2 Il faro di una barca è utilizzato per illuminare di notte una cassa affondata. Sapendo che l’angolo di rifrazione θ2 è di 31°, determinare con quale angolo deve essere orientato il faro per illuminare la cassa.

Ottica Geometrica: la rifrazione della luce n1 sinθ1= n2 sinθ2 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 n1 < n2 allora sinθ1 > sinθ2). 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 n1 > n2 allora sinθ1 < sinθ2).

Ottica Geometrica: la riflessione totale n1 sinθ1= n2 sinθ2 All’aumentare dell’angolo di incidenza, aumenta anche l’angolo di rifrazione. Quando l’angolo di incidenza raggiunge un certo valore, chiamato ANGOLO LIMITE θL, l’angolo di rifrazione è di 90°. Quando l’angolo di incidenza è maggiore di θL il raggio rifratto manca e tutta la luce incidente viene riflessa all’interno del mezzo da cui proveniva. (con n1 > n2 )

Esempio n1 sinθ1= n2 sinθ2 Determinare l’angolo limite per la luce che si propaga dall’acqua verso l’aria.