Ottica fisica
La luce
Ha una doppia natura: -Corpuscolare
-Ondulatoria
Velocità della luce nel vuoto c=3,00·10⁻⁸ m/s
Riflessione totale
Rifrazione
Riflessione
Teoria corpuscolare: Il raggio luminoso, composto di corpuscoli, urtano elasticamente la superficie riflettente
-speculare (tutti i raggi riflessi si propagano in una stessa direzione)
-diffusa (i raggi riflessi si propagano in direzioni diverse)
Teoria Ondulatoria: Considerando le onde generate da una sorgente puntiforme formano cerchi concentrici che si propagano verso l'esterno, le creste che si formano vengono chiamati fronti d'onda e i raggi sono sempre perpendicolari ad essi.
Teoria corpuscolare: I corpuscoli del raggio incidente al passaggio in un altro mezzo cambiano la loro traiettoria perché subiscono un'accelerazione dovuta alla risultante delle forze delle molecole del mezzo
Teoria ondulatoria: Nel passaggio da un mezzo all'altro la direzione dei fronti d'onda cambia. Dobbiamo perciò introdurre la legge di Snell-Cartesio n₁sinθ₁=n₂sinθ₂
La luce incontrando la superficie di separazione viene in parte riflessa e in parte rifratta. Aumentando l'angolo di incidenza aumenta anche l'angolo di rifrazione, se si raggiunge un determinato angolo limite il raggio rifratto è diretto parallelamente alla superficie di separazione
Angolo limite θ per riflessione totale sinθ=(n₂)/(n₁)
Dispersione
La luce bianca è formata da uno spettro di colori dal violetto al rosso. Perciò la luce bianca è la combinazione di più lunghezze d'onda e dopo la rifrazione viene separata in più colori
Proprietà luce interpretabili con teoria ondulatoria
Diffrazione
Se le onde si propagano in una stessa direzione, dopo aver attraversato una fenditura vengono diffratte e si propagano verso l'esterno in tutte le direzioni
Principio di Huygens: La fenditura agisce come una sorgente di onde che si propagano verso l'esterno in tutte le direzioni
Sovrapposizione e interferenza
Interferenza costruttiva
l₂-l₁=mλ con m=0,±1,±2,...
Interferenza distruttiva
l₂-l₁=(m-½)λ con m=0,±1,±2,...
Doppia fenditura di Young
Un fascio di luce monocromatica viene fatto passare attraverso la fenditura di uno schermo, producendo una sorgente luminosa puntiforme che illumina altre due fenditure su un secondo schermo. Dopo essere passata per le due fenditure la luce crea, su un ultimo schermo, una figura di interferenza
Interferenza costruttiva dsinθ=mλ
Interferenza distruttiva dsinθ=(m±½)λ
Diffrazione da una singola fenditura
Distanza lineare dalla frangia centrale (L) y=Ltgθ
Un fascio di luce pass attraverso una piccola fenditura di larghezza W e illumina uno schermo, dove si forma una figura di diffrazione
Interferenza distruttiva Wsinθ=mλ
Sargentini Matilde, 4^A