LA LUCE
DOPPIA NATURA
ondulatoria: luce considerata come un tipo di onda
corpuscolare: la luce è costituita da corpuscoli molto piccoli e veloci che si propagano in linea retta
VELOCITA'
la prima misura effettuata in laboratorio fu eseguita da Fizeau con il suo esperimento
propagata nel vuoto è indicata con c=3,00x 10^8 m/s.
RIFLESSIONE
il raggio incidente, la normale e il raggio riflesso giacciono tutti sullo stesso piano
fronte d'onda è un superficie sulla quale la fase di un'onda è costante. La direzione di propagazione di un'onda è indicata attraverso i raggi, che sono sempre perpendicolari ai fronti d'onda.
legge della riflessione stabilisce che l'angolo di riflessione è uguale all'angolo di incidenza:
Oi=Or
RIFRAZIONE
speculare: una superficie levigata riflette la luce in un'unica direzione
diffusa: una superficie ruvida riflette la luce in varie direzioni
indice di rifrazione: n misura quanto un mezzo rallenta la velocità della luce. in particolare la velocità della luce in un mezzo: v=c/n
riflessione totale: quando la luce si propaga in un mezzo incontra la superficie di separazione con un secondo mezzo in cui la velocità è maggiore, essa vien riflessa totalmente all'interno del mezzo di partenza se l'angolo di incidenza è superiore all'angolo limite, O1 tale che: sen O1= n2/n1
proprietà qualitative: se un raggio di luce entra in un mezzo con indice di rifrazione maggiore, la sua velocità diminuisce e il raggio rifratto si avvicina alla normale. Se il raggio della luce entra in un mezzo con indice di rifrazione minore, la sua velocità aumenta e il raggio rifratto si allontana dalla normale.
la legge di Snell-Cartesio lega l'indice di rifrazione e l'angolo di incidenza di un mezzo (n1,O1) con l'indice di rifrazione e l'angolo di rifrazione di un altro mezzo (n2,O2)
n1 sen O1 = n2 sen O2
dispersione: l'indice di rifrazione dipende dalla lunghezza d'onda della luce: più piccola è la lunghezza d'onda maggiore è l'indice di rifrazione. Questa differenza dell'indice di rifrazione fa si che le luci di colori diversi siano rifratte in direzioni diverse: questo fenomeno è chiamato dispersione della luce.
è il cambiamento di direzione della luce dovuto a un cambiamento della sua velocità nel passaggio da un mezzo a un altro
DIFFRAZIONE
quando un'onda incontra un ostacolo, oppure passa attraverso un'apertura cambia direzione
INTERFERENZA
l1 e l2 distanze dalla sorgente luminosa
poichè due sorgenti luminose diano luogo a interferenza devono essere monocromatiche
e devono essere coerenti ovvero mantenere una relazione di fase costante
costruttiva: l2-l1=mA con m= 0,1,2...
distruttiva: l2-l1=(m-1/2)A con m=o,1,2,......
ESPERIMENTO YOUNG
la luce che attraversa due fenditure forma frange luminose di interferenza luminose e scure
se ambda è la lunghezza d'onda della luce e d è la distanza tra le fenditure, le frange luminose si presentano per angoli O che soddisfano la condizione:
d sen O = mA
condizione per le frange luminose, interferenza costruttiva
le frange scure si presentano per gli angoli O che soddisfano la condizione:
d sen O = (m-1/2)A
se lo schermo è a distanza L dalle fenditure, la distanza lineare di una data frangia luminosa o scura rispetto alla frangia centrale è:
y= L tg O
INTERFERENZA PER DIFFRAZIONE DA UNA SINGOLA FENDITURA
la condizione che determina la posizione delle frange scure nella diffrazione da una singola fenditura è:
W sen O = mA
quando una luce monocromatica di lunghezza ambda attraversa una singola fenditura di larghezza W, forma una figura di diffrazione di frange luminose alternate a frange scure
le frange luminose sono situate circa a metà strada tra le frange scure successive. La frangia luminosa centrale ha approssimativamente una larghezza doppia delle altre frange luminose