Post on 16-Feb-2019
Fascio di Particelle
(I. N
ewton –Optiks1704 )
1. Si propaga in linea retta
2. Contorni netti delle
ombre
3. Non aggira gli ostacoli
Onda
(R.H
ooke; C.Huygens
-1678)
1. Fenom
eno oscillatorio dove
non c’è propagazione di
materia ma solo di energia
2. Aggira gli ostacoli
3. Segue anche traiettorie
non rettilinee
Cos’è la luce?
Com
e si com
porta la luce?
Cosa è la luce?
Per il mom
ento non
risponderem
o a questa dom
anda,
perché sarebbe più corretto chiedere: quale modello è
più efficace per descrivere il comportam
ento della
luce in un dato esperimento?La risposta dipende dalle
condizioni dell’esperimento.
Utilizzeremo invece un modello di lavoro. Supporrem
o di essere capaci di isolare un com
ponente elem
entare
della luce, un fascio infinitesimo che chiamerem
o raggio luminoso, e
penserem
o alla luce come
decom
ponibile nei suoi raggi
Raggio di luce
dimensione
trasversale
distanzapercorsa
Raggio lum
inoso:
cono di luce la cui dimensione
trasversale
sia molto piccola rispetto alle
distanza percorsa negli esperimenti di nostro
interesse. E’ rappresentato
da
una
freccia
orientata nel verso della propagazione
Sorgenti estese
Ogni puntodi un oggetto esteso, sia esso una sorgente che emette
luce propria, sia esso un corpo che diffonde luce di riflesso, può
essere considerato una sorgente puntiform
e.
Sorgente estesa che emette
Corpo esteso che diffonde
Si produce un raggio riflesso per ogni raggio che
incide sulla superficie di separazione di due mezzi a
differente densità ottica
Aria
Metallo
αβ
αβ
=
Legge della riflessione per un
raggio singolo
L’angolo che il raggio incidente
form
a con la normale è uguale
all’angolo che forma con essa il raggio
riflesso.
Normale, raggio incidente e raggio
riflesso appartengono allo stesso
piano.
La formazione delle immagini
Superficie irregolare: Diffusione
Le normali hanno direzioni casuali e così
sono casuali anche le relazioni fra le
direzioni dei raggi uscenti
Legno
Metallo
S
′S
Superficie liscia: Riflessione
Le normali sono tutte parallele e cosìi
prolungamentidei raggi uscenti da ogni
punto dell’oggetto convergono in un altro
punto ideale oltre la superficie
La legge della rifrazione
Aria
Vetro
i 1i 1 i 2
n 1se
n i 1
= n
2 se
n i 2
1: da dove vengo
2: dove vado
Nel modello ondulatorio rallentiamo la luce!
vel
oce
len
ta
vel
oce
len
ta
Da
a
:
la d
irez
ion
e d
i p
rop
ag
azi
on
e
s
i a
l
la n
orm
ae
l
veloce
avvicina
lenta
Da
a
:
la d
irez
ion
e d
i p
rop
aga
zio
ne
s
i
d
all
a n
or
ale
m
lenta
all
veloce
ontana
Entrando in un mezzo più denso, la luce rallenta. Questo fa sì
che il raggio si avvicini alla normale.
Il num
ero nsi chiama indice di rifrazione del materiale
n acquia=1.33
n vetro=1.51
c = 300000 Km/s v = c/n
v vetro= c/n v
etro= 300000/1.51 = 198675 Km/s
v acqua= c/n a
cqua= 300000/1.33 = 225564 Km/s
Esperienza 2
seg
men
to 1
se
gm
ento
2
r
app
ort
oS
1Q
1=
T1R
1=
T
1R
1/
S1Q
1=
S2Q
2=
T2R
2=
T
2R
2/
S2Q
2=
S3Q
3=
T3R
3=
T
3R
3/
S3Q
3=
S4Q
4=
T4R
4=
T
4R
4/
S4Q
4=
S5Q
5=
T5R
5=
T
5R
5/
S5Q
5=
S 1
Riflessione totale ed angolo lim
ite
S
Raggio rifratto
Raggio
riflesso
i lim
Solo se si passa da un mezzo più denso ad
uno meno denso:
i lim= arcsen(1/n) = arcsen(1/1.48) = 42.25°
La dispersione della luce
ross
oar
anci
one
verd
ebl
u
viol
etto
inda
co
gial
lo
luce
bi
ancaLa luce bianca risulta composta di colori,
componenti che hanno
differente velocità
nei mezzi otticamente
densi: v = c/n
il rosso èdi poco piùveloce, il blu di poco
piùlento e così
la rifrazione cambia.
Maggiori sono le differenze,
piùefficacemente i colori sono mostrati
Vetro Acqua Diamante ZirconiaCubica
Rosso
1.514 1.331 2.410 2.220
Giallo 1.517 1.333 2.417
2.230
Blu 1.523 1.340
2.450 2.280
L’ARCOBALENO
Dato che rdipende dai colori anche l’angolo di
deviazione4r -2idipende dai colori
C
i
r4r -2i
Se i = 60
°la deviazione èmassima !
i r
deviaz.
00 0
107.8 10
20
14.8 19.2
30
22.0
28.0
40 28.7 34.8
50
35.0 40.0
60
40.4 41.6
70 44.7 38.8
80 47.4 29.6
rosso 42.4°
violetto
40.65°bianco
Il rosso è sem
pre
più deviato del violetto
Qui non
arriva luce
Ma perché un arco?
E’ su un cono con centro
nell’osservatore che l’angolo di
deviazione rimane sem
pre 42°.
Se non ci fosse la Terra vedremmo
un “cerchiobaleno”.
Ognuno vede il proprio arcobaleno
personale che lo segue man mano che
si sposta. E’ impossibile vedere
l’arcobaleno di taglio!
42.4°
Più
bas
so è
il S
ole
più
alto
è l’
arco
bale
no
Le immagini
Immagine reale:
Nel punto dove è localizzata c’è
effettivam
ente luce e la presenza di
un osservatore è ininfluente.
L’im
magine reale può essere
proiettata su di una superficie e
manipolata. E’ un’immagine reale
quella sullo scherm
o del cinema
Immagine virtuale:
Si form
a nella nostra mente ma dove
è localizzata non c’è in realtà luce.
L’im
magine virtuale esiste solo se c’è
un osservatore ad intercettarne i
raggi. Sono virtuali le immagini
prodotte dagli specchi piani.
La lente biconvessa e lo specchio concavo
creano immagini reali
1F
oh
pq
f
2F
ih
Nel puntocircolettatosi è ricreato il punto originale da cui dipartivano i raggi. E’
un’im
magine reale: se pongo uno scherm
o la catturo