Fisica Main Training Lorenzo Manganaro

Transcript

1

2 Fisica Main Training Lorenzo Manganaro

3

4 Ottica geometrica (Snell) 2. Spettro el.m. Veterinaria Ottica e Optometria Odontoiatria Medicina Vettori Cinematica - generale - Moti in genere Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato - Caduta libera Moto circolare uniforme Moto parabolico Pendolo - piccole oscillazioni - Moto armonico F=ma, Principi della dinamica - Forza elastica Forza di attrito Dinamica generale - Sistemi di riferimento non inerziali Gravitazione - Campo gravitazionale Keplero Teorema dell'impulso Urti e quantità di moto - cons momento angolare Corpo rigido - leve Lavoro di una forza Energia cinetica Potenziale elastico Potenziale gravitazionale Conservazione dell'energia meccanica Bilancio energetico con forze dissipative Potenza Pressione - Legge di Pascal Legge di Stevino - Esperimento di Torricelli Legge di Archimede Portata- Dinamica in generale Bernoulli Torricelli Calore, Temperatura, calorie, calore specifico Dilatazione termica Equilibrio termico Passaggi di stato Conduzione convezione irraggiamento I principio Macchine termiche - II principio - Ciclo di Carnot Entropia Gas perfetti - cinetica - Leggi di Boyle - Gay Lussac - Eq Trasformazioni (isobara isocora isoterma adiabatica e Ottica geometrica - Lenti Onde stazionarie Effetto Doppler Legge di Coulomb - Campo elettrico Energia - Potenziale elettrostatico Flusso e teorema di Gauss Elettrizzazione - Elettricità - Conduttori - Condensatori Serie e parallelo di condensatori II Legge di Ohm Serie e parallelo di resistenze Corrente - Circuiti elettrici - Leggi di Kirchhoff Effetto Joule - Potenza elettrica - Intensità lampadine Campo magnetico - Magnetismo Forza di Lorentz Biot-Savart - Laplace Teorema di Ampere Induzione elettromagnetica Equazione di Maxwell e onde - Spettro elm Fisica nucleare - Radiazione - Meccanica quantistica Altro: densità-volume-peso specifico

5 Una perturbazione che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nello spazio trasportando energia e non (necessariamente) materia Possono propagarsi (a seconda del tipo di onda): In un materiale (onde meccaniche) Nel vuoto (onde elettromagnetiche)

6 Origine: perturbazione Spostamento del materiale: verticale Propagazione dell onda: orizzontale Non c è propagazione di materia

7 Periodiche compressioni ed espansioni (onde di pressione) Le particelle si muovono nella direzione di propagazione dell onda (ma non viaggiano con l onda: oscillazione attorno all equilibrio)

8 Nascono dalla composizione delle due (longitudinali e trasversali)

9 Lunghezza d onda (λ): distanza tra due ventri/creste successive Periodo (T): tempo necessario a compiere un ciclo di oscillazione Ampiezza (A): distanza tra le posizioni di equilibrio e massimo spostamento Frequenza (f): numero di oscillazioni al secondo Velocità di propagazione (v): λ f = λ/t

10 Sono onde di pressione (longitudinali) Intensità (dipende dall ampiezza dell onda ed è legata al volume del suono): I =! E S t = P S = (Per!onda!sferica) Il livello di intensità sonora si misura in decibel (db): I 0 è la soglia dell udito (minima): W/m 2 P 4πr 2 β = 10 log 10 I I 0 Esempio: rottura del timpano: 10 4 W/m 2 è 160 db

11 Principio di sovrapposizione: l onda risultante dalla sovrapposizione di due o più onde che viaggiano in un mezzo è data dalla somma algebrica delle due onde

12

13 Estremo vincolato: Estremo libero:

14 λ n = 2L n λ 1 = 2L λ 2 = L λ 3 = 2L 3 f n = n f 1

15

16

17

18 Quando la sorgente è in moto rispetto all ascoltatore, la frequenza percepita varia rispetto a quella della sorgente f ' = c S ± v A c S ± v S f 0 Ascoltatore: + avvicinamento allontanamento Sorgente: avvicinamento + allontanamento

19

20 Dalla meccanica quantistica: l energia di ogni fotone è data da: E = h f h: costante di Planck: 6, Js

21

22 Descrive i fenomeni ottici dandone un interpretazione basata su leggi geometriche Ipotesi: Teoria valida quando la lunghezza d onda della luce è trascurabile rispetto alle dimensioni degli oggetti e dei sistemi ottici presenti Principi: In un mezzo omogeneo la luce si propaga in linea retta La traiettoria della luce è indipendente dal verso di propagazione Un raggio luminoso, per andare da un punto all altro, segue sempre il percorso che richiede il minor tempo possibile (Fermat)

23 Modello a raggi: la luce si propaga lungo cammini rettilinei detti raggi, perpendicolari ai fronti d onda

24 Quando la luce incontra un oggetto può essere: 1. Riflessa 2. Rifratta: se l oggetto è trasparente 3. Assorbita: se l oggetto è opaco (e in tal caso trasformata in calore)

25 θ i = θ r

26 Riflessione speculare: Riflessione diffusa:

27 Immagine virtuale

28 n = c v n 1 sinθ 1 = n 2 sinθ 2 n: Indice di rifrazione del mezzo c: velocità della luce nel vuoto v: velocità della luce nel mezzo

29

30

31

32 sinθ max = n 2 n 1

33 n cladding < n core

34 L indice di rifrazione dipende dalla frequenza dell onda: n = n(f)

35 1 p + 1 q = 1 f = 2 R Ingrandimento: I = q p p>0 oggetto e luce incidente dalla stessa parte q>0 immagine e luce uscente dalla stessa parte R>0 centro curvatura e luce uscente dalla stessa parte

36 Lente: Un sistema ottico costituito da un mezzo omogeneo trasparente. Si definisce sottile quando lo spessore è trascurabile rispetto al diametro Asse ottico: Retta perpendicolare all asse della lente e passante per il suo centro Fuoco: punto in cui convergono i raggi provenienti dall infinito Fuoco Asse ottico

37 Convergenti Divergenti Biconvessa Piano-convessa Menisco convessa Biconcava Piano-concava Menisco concava

38 1. Raggio parallelo 2. Raggio focale 3. Raggio mediano

39 1 p + 1 q = 1 f 1 f = n 2 n n R R 1 a b

40

41 Diottria: l inverso della lunghezza focale Si misura in m -1

42 Capitolo 9 Capitolo 8 Ottica Geometrica F14A (+ F14A1)