LA LUCE
si riteneva che i fenomeni luminosi avessero una doppia natura
CORPUSCOLARE
ONDULATORIA
fu studiata principalmente da Huygens e Young, che tramite degli esperimenti (doppia fenditura) hanno scoperto che la luce si comporta anche come un'onda
fu studiata da Newton che riuscì ad esprimere una teoria secondo la quale la luce è costituita da dei corpuscoli piccoli e veloci che si propagano seguendo una retta
può essere di tre tipi
RIFLESSIONE
secondo la legge della riflessione avremmo che sia l'angolo di riflessione (θr) che l'angolo di incidenza (θi) sono uguali, e il raggio incidente, la normale e il raggio riflesso giacciono sullo stesso piano. I raggi indicano la direzione di propagazione dell'onda
DIFFUSA (o di DIFFUSIONE)
TOTALE
SPECULARE
non ha bisogno di un mezzo per propagarsi: si propaga anche nel vuoto ad una velocità c pari a 3,00*10^8 m/s
nell'ambito dell'ottica geometrica si possono verificare i seguenti fenomeni
RIFRAZIONE
la luce cambia la sua direzione di propagazione quando si propaga da un mezzo all'altro a una determinata velocità, propria del mezzo. Si introduce l'indice di rifrazione (n), visto come il rapporto tra C e la velocità della luce nel mezzo: n=C/v
vale quindi la legge di Snell-Cartesio
n1 sen θ1 = n2 sen θ2
DIFFRAZIONE: tutte le onde sono diffratte (deviate) quando passano attraverso un'apertura
fenomeno che avviene per angoli di incidenza maggiori dell'angolo limite, tale per cui tutta la luce viene riflessa, e non in parte riflessa e in parte rifratta
è possibile calcolare il valore dell'angolo limite sfruttando la legge di Snell-Cartesio:
sen θl= n2/n1
notare che la riflessione totale avviene solamente quando la luce si propaga attraverso un mezzo con indice di rifrazione minore
PRINCIPIO DI HUYGENS: la fenditura agisce come una sorgente di onde che si propagano verso l'esterno in tutte le direzioni
INTERFERENZA
fenomeno generato dalla somma di più onde. A partire da due diverse sorgenti d'onda monocromatiche, considerata la differenza di cammino di entrambe le sorgenti (L1 e L2) per raggiungere uno specifico punto, se:
le onde sono in fase o sfasate di un numero intero di lunghezze d'onda (L2-L1=mλ) si ha un'interferenza COSTRUTTIVA
le onde (o i due cammini) sono sfasate di un numero intero di mezze lunghezze d'onda (L2-L1=m(λ/2)) si ha un'interferenza DISTRUTTIVA
provata anche con l'ESPERIMENTO DI YOUNG: si fa passare un fascio di luce monocromatica attraverso una fenditura; la luce che esce illumina altre due fenditure le quali, su uno schermo posto ad una distanza S, formano una figura di interferenza nella quale si alternano frange luminose a frange scure. Per il principio di Huygens, considero le fenditure come sorgenti luminose distanti tra loro "d" e considero la differenza di cammino della luce proveniente dalle due fenditure pari a "dsenθ". Valgono di nuovo le seguenti considerazioni:
generalizzando l'esperimento di Young al caso di una sola fenditura, si ha che, presa W la larghezza della fenditura, le frange scure si hanno per Wsenθ = mλ. θ è l'angolo formato rispetto alla direzione di propagazione iniziale della luce, e m è un numero intero