Lezioni di illuminotecnica. Fenomeni ottici fondamentali

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1 7 Lezioni di illuminotecnica Fenomeni ottici fondamentali

2 Interazione luce-materiali Consideriamo una lastra di materiale immersa in aria. Quando la radiazione lin viaggio nell aria incontra l interfaccia con la lastra l interazione con il materiale porta alla riflessione di parte dell energia. G G r G a a r = = G G a Gr G Una parte dell energia che penetra nel materiale interagendo con esso viene assorbita. Infine l energia che non è stata riflessa e non è stata assorbita riemerge trasmessa dalla parte opposta della lastra. a + r + t = 1 G t t = Gt G

3 riflessione speculare mista diffusa Si parla di riflessione speculare quando l angolo di riflessione dei raggi è uguale a di incidenza. Si parla di riflessione diffusa quando la radiazione incidente genera una serie di raggi riflessi di minore intensità distribuiti nello spazio con angoli di riflessione diversi da quello incidente. Si dice mista quando sono presenti entrambi i tipi sopra descritti. In genere i materiali che si utilizzano nella realtà pratica presentano una riflessione di tipo mista, con prevalenza della componente diffusa o della componente speculare.

4 Riflessione illuminotecnica 6

5 trasmissione speculare mista diffusa

6 Riflessione i=r

7 Riflessione Materialiidenticiportano a immagini molto diverse i=r Materiali diversi portano a immagini molto simili

8 Riflessione Queste sfere appaiono differenti perchè hanno delle caratteristiche di riflessione superficiale differenti.

9 Riflessione riflettore circolare riflettore parabolico riflettore ellittico La forma del riflettore può avere differenti geometrie simmetriche: circolari, parabolica, ellittica e iperbolica

10 Rifrazione La radiazione luminosa trasmessa nel passaggio da un mezzo di propagazione a un altro viene deviata. Tale fenomeno viene chiamato rifrazione.

11 Rifrazione I mezzi trasparenti danno luogo al fenomeno che viene chiamato rifrazione.

12 Rifrazione La rifrazione può essere descritta dalla legge di Snell. L angolo di rifrazione γ, e l angolo di incidenza, α, sono legati dalla relazione: n 1 e n 2 sono gli indici di rifrazione nei due mezzi.

13 Rifrazione Diverse tipologie di deviazione

14 Rifrazione e lenti Le lenti sfruttano la rifrazione su superfici curve, oppure una curva ed una piana. Si tratta di rifrazione aria-vetro e vetro-aria: la linea che unisce i centri di curvatura delle superfici sferiche delle lenti è chiamata asse principale. Si hanno lenti convergenti e lenti divergenti

15 Rifrazione e lenti Un particolare tipo di lenti semi-piane permette di collimare un fascio di luce proveniente da una sorgente puntiforme o viceversa di concentrare un fascio di luce collimata. Si parla di lenti di Fresnel Una lente a corta focale, convessa è molto spessa e quindi pesante. Augustine Fresnel ( ) pensò di eliminare il materiale «inutile», riproducendo la superficie concava a segmenti vicino a quella piana.

16 illuminotecnica 6 Rifrazione e lenti

17 Rifrazione e Riflessione totale Passando da un mezzo più denso a uno meno denso n 2 < n 1. L angolo di rifrazione è più grande di quello di incidenza. L angolo di incidenza per cui l angolo di rifrazione è pari a 90 viene detto angolo limite, si ha riflessione totale.

18 Rifrazione e Riflessione totale illuminotecnica 6

19 Riflessione oltre alle modalità di riflessione indicate ne esistono altre intermedie responsabili degli effetti visibili qui a lato

20 Riflessione regolare narrow wide diffusa prismatica oltre alle modalità di riflessione indicate ne esistono altre intermedie responsabili di questi effetti speciali. Sono una conseguenza delle proprietà microgeometriche e elettromagnetiche