La luce è un’onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto.

oggi sappiamo che velocità della luce nel vuoto è di 3,00*10^8 m/s

il primo tentativo scientifico per misurare la velocità della luce fu compiuto da Galileo Galilei, in un'esperimento che prevedeva due lanterne.

la prima misura della velocità della luce in laboratorio fu eseguita dello scienziato francese Armand Fizeau, che riusci a ottenere un per la velocità della luce un valore di 3,13*10^8 m/s.

La luce presenta due nature:

se un raggio di luce colpisce una superficie perfettamente riflettente avviene il fenomeno della RIFLESSIONE

per rappresentare il raggio riflesso si deve rappresentare ,dapprima, la semiretta normale (che è la semiretta perpendicolare al piano), rispetto alla normale il raggio forma un angolo di incidenza, allo stesso modo il raggio riflesso formerà un angolo di riflessione che è uguale all'angolo di incidenza.

la condizione affinché ciò avvenga è che la superficie si perfettamente riflettente

per spiegare la rifrazione della luce è importante introdurre il fronte d'onda

si considerano le onde generate da una sorgente di onde puntiforme, le circonferenze indicano le creste delle onde sono i fronti d'onda, e il moto radiale delle onde è indicato con delle frecce perpendicolari ai fronti d'onda

man mano che le onde si allontanano dalla sorgente diventano sempre più piatti, e per distanze molto grandi i fronti possono essere considerati piani, e quindi i raggi saranno paralleli.

La rifrazione della luce può essere spiegata secondo due teorie:

secondo la teoria ondulatoria, si usano i fronti d'onda per spiegare questo fenomeno, prendendo in considerazione il raggio perpendicolare ai fronti d'onda e la retta normale alla superficie di separazione dei due mezzi, dopo la dimostrazione si ottiene la legge di Snell-Cartesio.

nella legge di Snell-Cartesio è presente l'indice di rifrazione (n), che è dato dal rapporto tra due costanti, la velocità e la velocità di propagazione nel mezzo. n=c/v

la riflessione totale si ha quando l'angolo di incidenza è maggiore dell'angolo limite, ciò avviene anche se l'angolo di incidenza ha il suo stesso valore, in quanto il raggio rifratto sarà diretto lungo la linea di separazione dei due mezzi.

Il principio di Huygens, secondo cui tutte le onde vengono diffratte quando passano attraverso una fenditura, che agisce come una sorgente di onde che si propagano verso l'esterno in tutte le direzioni.

Il fenomeno della dispersione della luce, avviene quando la luce bianca che è data dalla somma di più colori, ovvero di più lunghezze d'onda, viene rifratta in più direzione dividendosi in colori differenti corrispondenti ad una specifica lunghezza d'onda

Un'altro aspetto importante è la sovrapposizione nella quale una una perturbazione risultante è data dalla somma algebrica delle perturbazioni causate da ogni singola onda

per la luce si deve usare una fonte luminosa monocromatica, e le due sorgenti d'onda devono essere in fase.

se le due onde hanno una differenza di fase nulla, quindi sono in fase, si sommano costruttivamente

se le onde sono sfasate di mezza lunghezza d'onda, vi è una interferenza distruttiva

L'esperimento di young

in questo esperimento si fa passare la luce in due fenditure in modo da creare una sergente di onde coerenti che interagiscono in modo costruttivo creando delle fasce luminose su uno schermo posto ad una certa distanza dalle due fenditure, e fasci scuri in corrispondenza di un'interferenza distruttiva.

questo esperimento è molto importante perché conferma la natura ondulatoria della luce, in quanto se la luce fosse stata solo composta da corpuscoli avrebbe attraversato la prima fenditura seguendo una traiettoria rettilinea, ma invece si comporta come le onde dell'esperimento di Huygens

l'interferenza per diffrazione da una singola fenditura

in questo caso si considera una luce monocromatica che passa attraversa una singola fenditura di larghezza (W), e secondo il principio di Huygens ogni punto all'interno della fenditura può essere considerato come una sorgente di onde che si propagano verso lo schermo.

in questo caso la differenza di cammino è data W/2 senO

quando l'angolo è zero la differenza di cammino sarà zero e quindi tutte le coppie di onde corrispondenti avrà una interferenza costruttiva.