Riflessione di un onda

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1 Rifleioe di u oda Raggio di luce che icide u ua uperficie: Rifleioe peculare: uperficie piaa e licia Rifleioe diffua: uperficie ruvida : irregolarità delle tee dimeioi della l

2 Rifleioe di u oda Rifleioe peculare: il raggio icidete, il raggio rifleo e la ormale alla uperficie di icideza, paate per il puto di icideza, giaccioo u uo teo piao; l agolo di icideza è uguale all agolo di rifleioe '

3 Rifrazioe di u oda Idice di rifrazioe di u mezzo: c v velocità della luce velocità della luce el el vuoto mezzo il raggio icidete, il raggio rifratto e la ormale alla uperficie di eparazioe fra i due mezzi, paate per il puto di icideza, giaccioo u uo teo piao; l agolo di icideza e l agolo di rifrazioe dipedoo dalla velocità della luce ei mezzi attraverati (e quidi dall idice di rifrazioe dei due mezzi) ecodo la relazioe: i i 2 2 v v 2 legge di Sell

4 Rifleioe totale (itera) Si verifica olo quado la luce paa da u mezzo di u dato idice di rifrazioe ad u mezzo co idice di rifrazioe 2 miore di (eempio: acqua-aria) L agolo limite l è l agolo tale per cui l agolo di rifrazioe è pari a 90 : i i 90 l 2 i l 2 (vale per 2 < )

5 Rifleioe totale (eempio) Trovare l agolo limite per la uperficie acqua-aria e l idice di rifrazioe dell acqua è pari a.33 il i 90 i l 2.33 i l 2 l 48.8

6 Diperioe Idice di rifrazioe di u mezzo: c v velocità velocità della della luce el luce el vuoto mezzo v L idice di rifrazioe di u mezzo dipede dalla lughezza d oda della luce che i propaga el mezzo l T L agolo di rifrazioe che i ha quado la luce attravera la uperficie di eparazioe tra due mezzi dipede dalla lughezza d oda. Per u raggio di luce policromatico (e. luce biaca) co la rifrazioe i può otteere la compoizioe delle varie compoeti cromatiche

7 Primi ed arcobaleo i i 2 2 i2 i Soo maggiormete rifratti (oia q 2 è miore) i raggi co lughezza d oda miore (per i quali l idice di rifrazioe è maggiore). Quidi la luce viola (l~400 m) viee rifratta di più della luce roa (l~ 650 m) quado paa dall aria ad u altro materiale 2

8 Modelli per l ottica Ottica quatitica e i tracurao gli effetti quatitici Elettrodiamica di Maxwell e i tracurao le emiioi di radiazioe Ottica odulatoria per piccole lughezze d oda può eere otituita da Ottica geometrica

9 I potulati dell'ottica geometrica propagazioe rettiliea della luce; idipedeza dei raggi lumioi; rifleioe della luce u ua uperficie peculare; rifrazioe della luce ulla uperficie di eparazioe fra due mezzi trapareti.

10 Le leggi dell Ottica geometrica Propagazioe rettiliea della luce i u mezzo omogeeo Si rivela molto utile coiderare i raggi lumioi come delle emplici rette. Si tratta di u'atrazioe matematica, celta per facilitare i ragioameti e tale da permettere ua chiara rappreetazioe dei feomei e dei dipoitivi perimetali. Idipedeza dei raggi lumioi Quado due o più raggi vegoo a cotatto o i verifica alcua alterazioe della loro traiettoria o della loro iteità.

11 Creazioe delle immagii SORGENTI e IMMAGINI facio icidete facio (coiugato) emergete S itema ottico S oggetto immagie puti coiugati

12 SORGENTI e IMMAGINI S S oggetto reale immagie reale immagie virtuale S S oggetto reale

13 SORGENTI e IMMAGINI oggetto immagie reale cetro dei raggi icideti cetro dei raggi emergeti virtuale cetro del prolugameto dei raggi icideti cetro del prolugameto dei raggi emergeti La cotruzioe di ua immagie può eere fatta coocedo i comportameto di 2 raggi.

14 Specchio piao Lo pecchio piao è u itema ottico emplice cotituito da u materiale che può riflettere i raggi lumioi. B pecchio piao: A B è ua immagie virtuale e immetrica A A B

15 Specchio ferico cocavo C cetro R raggio O vertice h apertura lieare uperficie ferica P ae ottico S a C R a S O h

16 Specchio ferico coveo uperficie ferica ae ottico P R S S O C a a

17 Specchi ferici R S C S O S O S R C a a a a ' 2 R equazioe degli pecchi

18 Specchi ferici 2 ' R e, ella: prediamo i ha: C R O C R O F F 2 ' f R ditaza focale dello pecchio 2 ' R ' f

19 Specchi ferici Cotruzioe di immagii di oggetti etei P y C y F O y O y F C L igradimeto laterale è defiito (pecchi cocavi o covei): m y' y '

20 Eempi: lo pecchio cocavo l immagie è: applicazioi > R C F reale rimpicciolita, roveciata obiettivo telecopio f < < R C F reale igradita, roveciata obiettivo proiettore < f C F virtuale igradita pecchio per raderi, truccari

21 Eempi: lo pecchio coveo l immagie è: applicazioi > 0 F C virtuale rimpicciolita pecchietti retroviori > 0 F C virtuale rimpicciolita pecchietti retroviori < 0 F C reale igradita oculare caocchiale

22 Diottro:rifrazioe da uperficie ferica ae ottico P 2 i l l S O R r S D C a a diottro coveo uperficie ferica 2 2 ' R equazioe del diottro

23 Diottro:rifrazioe da uperficie ferica equazioe del diottro R 2 2 ' F 2 R f R f co ' F 2 R f 2 2 ' 2 2 ' ' R f co

24 Oggetti etei e cotruzioi delle immagii Tracciameto dei raggi co due dei tre raggi pricipali: P 2 uperficie covea F O C F immagie reale Igradimeto m y ' y 2 '

25 acqua =.33 acqua =.33 h la moeta avviciata la matita pezzata

26 LENTI Combiazioi di più diottri: le leti LENTI emplici Covergeti : ) bicovea, 2) piao-covea, 3) cocavo-covea Divergeti : 4) bicocava, 5) piao-cocava, 6) coveo-cocava LENTI compote

27 le leti la teoria 2 t º peore della lete S = S 2 V V 2 S 2 S - - defiiamo: t 2 otteedo: ' ( 2 ) R R 2 equazioe del cotruttore di leti

28 ' ( Si può quidi crivere: 2 ) R R 2 f ' f < > 0 equazioe delle leti f poteza diottrica lete poitiva/egativa F F F lete poitiva lete egativa

29 Formula leti ottili p Oggetto f q Immagie Piu' l'oggetto e' vicio alla lete piu' la ua immagie e' lotaa dalla lete

30 Microcopio emplice: la lete d'igradimeto Cotituita da ua ola lete (ottile) covergete co ditaza focale luga Se l'oggetto viee poto tra la lete e il uo fuoco i formera' u'immagie virtuale diritta e igradita Potere di igradimeto della lete: rapporto tra agolo di viualizzazioe co lete θ' e agolo eza lete θ: M=θ'/θ N/f

31 microcopio ottico compoto Due leti covergeti, obiettivo e oculare, co teo ae ottico (e. di itema (piu' leti) ottico cetrato (leti co teo ae)) A B immagie di oggetto AB: virtuale, igradita e capovolta l'igradimeto totale= prodotto igradimeti obiettivo e oculare

32 Potere riolutivo Il Potere riolutivo (PR) e' allora defiito come la miima ditaza per cui due puti vicii di u oggetto pooo eere viti acora dititi attravero lo trumeto Secodo l'ottica geometrica o ci arebbe limite a ditiguere due puti a patto di uare uo trumeto ufficietemete potete La luce però è u oda e quidi oggetta al feomeo della diffrazioe. l PR 2e λ e' la lughezza della radiazioe impiegata l'idice di rifrazioe del mezzo iterpoto tra leti e oggetto (i geere aria) agolo maimo tra ae ottico e raggi proveieti dalla orgete e raccolti dall'obiettivo Si vede quidi che il PR può eere migliorato uado radiazioe a corte λ (e. raggi UV) e/o uado al poto dell'aria liquidi co > (e. olio come ei microcopi ad immerioe)

33 Occhio Umao Forma immagii reali oggetti ulla retia Al cervello giugoo impuli ervoi ovvero egali elettrici che elabora e iterpreta corea = u.acqueo. = u.vitreo =.346< crit. =.437 luce etra attravero pupilla critallio lete goverata dal mucolo ciliare critallio rilaato accomodato all'ifiito

34 La corea è ua ottile pellicola traparete che chiude ateriormete l occhio ed ha la forma di ua calotta ferica. L umor acqueo è u liquido compoto da acqua, ali e otaze proteiche. Il critallio è u mezzo traparete che fa covergere ulla retia i raggi lumioi. L umor vitreo è ua otaza gelatioa traparete che riempie totalmete l occhio e matiee la forma della corea.

35 La retia. La retia tappezza iteriormete tutto l'occhio. La porzioe eibile è la parte poteriore dove i addeao umeroe cellule eoriali (fotorecettori) che i pooo coiderare gli elemeti termiali delle fibre bel ervo ottico. Per la loro forma quete cellule eoriali vegoo chiamate coi e batocelli.

36 Coi e batocelli Coi Prepoti alla luce diura e del colore Richiedoo iteità lumioe di u certo valore Batocelli Più gradi dei coi Maggiormete eibili alla luce Adatti alla viioe ottura ma o oo eibili ai colori Sia ei coi, ia ei batocelli la radiazioe lumioa, più o meo itea, eccita il pigmeto coteuto ella loro parte più etera. Queta prima reazioe fotochimica ieca u proceo attravero il quale il egale viee trameo al ervo ottico e aimilato dal cervello.

37 All itero dell occhio Fovea cetrali: i coi oo particolarmete addeati ed è maima l acuità viiva. E il cetro focale dell occhio. Coroide: teuto curo ricco di melaia che avvolge eteriormete la retia e che filtra la luce. Vero la parte iteriore dell occhio i flette all idietro cotituedo l iride, el cui foro cetrale, la pupilla, paa la luce.

38 L iride Diaframma ad apertura variabile Opaco, circolare e può aumere colorazioi divere, dovute al variare della quatità di melaia ell iride.

39 Il meccaimo della viioe umaa U itema ottico che forma e proietta le immagii u ua uperficie eibile Ua uperficie eibile che raccoglie le immagii e le tramette U elaboratore dei dati raccolti da quet ultima

40 Occhio e macchia fotografica Semplificado al maimo, l occhio umao può per certi veri eere paragoato ad ua macchia fotografica: Critallio Iride e pupilla Retia Cervello Obiettivo Diaframma Pellicola fotografica (CCD) Chip

41 Differeze retia- pellicola No i ha ua ditribuzioe omogeea dei dettagli dell immagie. Nella viioe tiee coiderazioe ache dell eperieza dell oervatore. Immagie prodotta dal cervello è diamica, prodotto della cultura del oggetto. Si ha ua ditribuzioe omogeea dei dettagli i ogi puto dell immagie. Iterpreta le immagii i modo oggettivo. Immagie prodotta dalla macchia fotografica è tatica, formata da u obbiettivo u ua pellicola.

42 Pregi e difetti dell occhio Pregi La ripota agli timoli lumioi è di tipo logaritmico, Mea a fuoco che avviee grazie al proceo di accomodameto del critallio. Diaframmatura automatica della pupilla che regola la quatità di luce che arriva alla retia. Difetti Aberrazioe ferica: quado la pupilla è dilatata al maimo, la viioe perde cotrato e l acuità viiva dimiuice. Piccoliimo campo di viioe ditita, data dalla dimeioe ridotta della fovea. Limitatezza del potere riolutivo dovuta alla truttura della retia.

43 Puto proimo e puto remoto L occhio riece a vedere dititamete olo da e fio a u certo puto. Queto è dovuto alle caratteritiche fiiche dell occhio. Puto remoto: puto focalizzato ulla retia da u occhio ormale eza alcu adattameto. Puto proimo: puto più vicio che l occhio accomodato può focalizzare ed è ituato a 5 cm dalla corea. Ditaza della viioe ditita: ditaza uperiore ai 25 cm i cui l occhio accomodato riece a ditiguere le immagii.

44 Difetti della vita L occhio ao, detto emmetrope, ha la capacità di far covergere i raggi lumioi i u igolo puto di fuoco. Se queto i colloca davati o dietro la retia e immagii riultao focate e diveta ecearia ua correzioe ottica. I pricipali difetti della vita oo da attribuire a Difetti del bulbo oculare Miopia Ipermetropia Difetti del critallio Prebiopia Atigmatimo Normalmete queti difetti pooo eere corretti mediate l uo di leti appoite.

45 Difetti Vita

46 U ipermetrope ha puto proimo 00 cm. Che poteza dovrao avere i uoi occhiali da lettura affiché poa leggere chiaramete ua pagia pota a 25 cm? f 0.33m f ' P f 3D

47 U occhio miope ha puto proimo 2 cm e remoto 7 cm Quale deve eere la poteza delle leti per vedere gli oggetti lotai? Quale arà la poizioe del puto proimo co gli occhiali? E e cegliee di mettere le leti? f P 0.5m 6.6D f f ' cm f Se i mettoo le leti o bioga coiderare la ditaza occhio-occhiale e la poteza i riduce

48 Difetto dovuto all ivecchiameto. Stei itomi dell ipermetropia. Dovuto alla perdita di elaticità del critallio. Si corregge co leti covergeti. Prebiopia

49 Atigmatimo No uiforme curvatura del critallio. La viioe riulta cofua e ditorta. La forma della corea è imile a ua palla da rugby, aziché toda come dovrebbe eere. I raggi di luce i focalizzao i due puti ella parte più accetuata e più piatta. Servoo leti cilidriche, adatte alla forma dell occhio.

50 i oti che: Aberrazioi delle leti fuori dall appro. paraiale i ha l aberrazioe ferica: il fuoco è u u egmeto

51 PROBLEMA NON RISOLTO DALL OTTICA GEOMETRICA Il prima devia co agoli diveri raggi lumioi di divero colore

52 i oti che: Aberrazioi delle leti ache ella approimazioe paraiale la diperioe provoca la: F F aberrazioe cromatica

53 Stereogramma I queto tereogramma i dovrebbe corgere l immagie di uo qualo che uota