ANNO SCOLASTICO: 2018/2019 OTTICA OTTICA APPLICATA PAOLO TRAVERSO LUCIA BENEDUCE

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1 ANNO SCOLASTICO: 2018/2019 MATERIA: INSEGNANTE: CLASSE: OTTICA OTTICA APPLICATA PAOLO TRAVERSO LUCIA BENEDUCE 5^A ottico FINALITA DELLA DISCIPLINA SONO IN ACCORDO CON QUELLE RIPORTATE NEL CURRICULUM DI ISTITUTO, COSI COME LE COMPETENZE, ABILITA E CONOSCENZE CHE VENGONO DI SEGUITO ELENCATE Le finalità concernono obiettivi cognitivi e operativi. Se guardiamo i contenuti del programma ministeriale di cui la presente segue necessariamente le tracce, ci si rende subito conto di quanto complessa e profonda sia la portata concettuale dei contenuti proposti, chè richiederebbero un approfondimento e un articolazione che gli studenti, pur dell ultimo anno di corso, non sarebbero in grado di cogliere, in quanto non in possesso degli strumenti necessari. Vediamo, allora, di sintetizzare in modo calibrato per le possibilità degli alunni gli obiettivi cognitivi: - acquisizione della problematica relativa alla focalizzazione delle immagini con gli strumenti ottici e l occhio; - acquisizione delle problematiche relative ai modelli atomici classici e alla generazione della luce come fenomeno microscopico all interno di atomi e molecole; - conoscere alcuni dispositivi, quali il laser e la fibra ottica, e le relative potenzialità tecniche, soprattutto in campo oftalmico, di tali strumenti che si basano sui principi dell ottica fisica COMPETENZE: fondamentale dello studio dell ottica, ovvero l ottimizzazione della qualità dell immagine data da un sistema ottico, in primis il sistema occhio umano. e al centro del proprio campo di interesse e di lavoro la figura della persona che si rivolge all ottico per ottenere una migliore prestazione visiva e consigli utili a mantenerla. teriali e

2 della strumentazione ottica e oftalmica a disposizione del laboratorio ottico, la soluzione oftalmica personalizzata adatta al cliente. tecnologiche presenti nel campo ottico-oftalmico, nel rispetto della normativa vigente. Tali competenze presuppongono l esercizio delle seguenti abilità: Abilità : ottico complesso, individuando nell assorbimento della luce e nella codifica del segnale elettrico, il primo, ma fondamentale aspetto del fenomeno della percezione visiva. degli illuminanti naturali e artificiali; fisiche dell emissione e ai tessuti biologici di intervento. Il raggiungimento di tali abilità sarà conseguito mediante un bagaglio di conoscenze relative ai seguenti contenuti: Conoscenze : CONTENUTI MODULO SPETTROSCOPIA Natura ondulatoria della luce:trasversalità delle onde luminose; frequenza, lunghezza d onda, velocità di fase dell onda.interpretazione ondulatoria dei fenomeni della riflessione e della rifrazione. Interferenza di due onde della stessa frequenza e ampiezza. Esperimento di Young : condizioni di Fraunhoofer. Fenomeno della diffrazione delle onde. Principio di Huyghens-Fresnel. Analisi della figura di interferenza. Determinazione della lunghezza d onda della luce. Fenomeno della diffrazione da una fenditura : analisi della figura di diffrazione nelle consuete ipotesi di Fraunhoofer.Potere risolutivo di un sistema ottico e dell occhio umano. Formula di Airy e principio di Rayleigh per la risoluzione di un immagine. Spettro delle onde elettromagnetiche..spettri di emissione e di assorbimento di solidi,liquidi e gas. Spettri continui e discreti. Spettri di vari illuminanti: spettro solare,spettro di lampada a incandescenza, di lampada fluorescente, di sorgenti a led. Cratteristiche fondamentali di uno spettro: temperatura di colore, resa cromatica e efficienza luminosa.spettri atomici e molecolari: transizioni elettroniche, vibrazionali,rotazionali e traslazionali corrispondenti a diversi campi di energia e, conseguentemente, ai diversi tipi di spettroscopie utilizzate( ultravioletta, visibile,

3 infrarossa, microonde). Spettroscopi a prisma e a reticolo.potere risolutivo e potere dispersivo.spettri atomici e molecolari: analisi empirica degli spettri ottenuta da una scarica elettrica all interno di un bulbo di vetro contenente gas rarefatto e osservati con spettroscopio a prisma. Effetto fotoelettrico: interpretazione. Fosforescenza e fluorescenza. Formula empirica degli spettroscopisti. Modelli atomici di Rutherford e di Bohr. CONTENUTI MODULO FIBRE OTTICHE Propagazione della radiazione elettromagnetica in una fibra ottica. Funzionamento di una fibra: fenomeno della riflessione totale.materiali e geometrie di una fibra ottica. Campi di applicazione delle fibre ottiche: telecomunicazioni e campo medico. Banda passante totale della fibra ottica; campi di trasmissione dell informazione: range di lunghezze d onda più utilizzati. Fibre a gradino,e a indice di rifrazione graduato. Problematiche relative alla trasmissione e all integrità del segnale: attenuazioni, dispersioni modale e cromatica.fibre monomodali e multimodali e relativi campi di applicazione. CONTENUTI MODULO LASER Caratteristiche fisiche della radiazione laser. Processo di formazione della radiazione laser all interno di una sostanza attiva contenuta in un dispositivo a cavità risonante. Fenomeni del pompaggio, dell inversione di popolazione, dell emissione spontanea e stimolata. Vari tipi di sostanze attive: gas, liquido e stato solido. Simulazione del processo di produzione della radiazione laser mediante l utilizzo di uno schema atomico dei livelli energetici elettronici. Schema a tre livelli e a quattro livelli energetici all interno di un atomo. Utilizzo della radiazione laser in campo medico. Caratteristiche della radiazione in base all utilizzo sul campo : lunghezza d onda, potenza emissiva e modalità di emissione. Varie tipologie di laser utilizzate in campo oftalmico: Argon Laser, Yag Laser, Laser a Eccimeri, Laser a Femtosecondi, Laser a Diodi e relative applicazioni. METODOLOGIA Si terranno soprattutto lezioni frontali con la dettatura puntuale degli argomenti trattati in modo da organizzare un quadro concettuale coerente e consequenziale. In piccola parte si riuscirà a utilizzare il laboratorio di ottica, per la parte di spettroscopia e l utilizzo del laser. La rielaborazione dei contenuti proposti verrà richiesta fornendo delle prove di verifica basate sullo svolgimento di temi piuttosto

4 che di esercizi nel caso in cui la materia diventasse oggetto della seconda prova scritta all esame di stato. VALUTAZIONE La valutazione si baserà su prove scritte ( principalmente) a carattere di tema come prove riassuntive delle singole unità didattiche; su prove scritte basate su test a risposta chiusa e aperta, su prove orali e in accordo con quanto stabilito in sede dipartimentale.si riporta la griglia delle valutazioni condivisa nei dipartimenti: valutazione delle prove farà riferimento alla griglia concordata nei dipartimenti che viene di seguito allegata: errori né imprecisioni. Si esprime con precisione e proprietà di linguaggio dimostrando padronanza degli argomenti trattati. Sa applicare le procedure e le conoscenze con disinvoltura anche in contesti nuovi e interdisciplinari. -9 Conoscenza completa ed approfondita. Non commette errori, ma incorre in qualche imprecisione. Dimostra comprensione degli argomenti e sa applicare con adeguata autonomia le conoscenze. Si esprime correttamente e con buona precisione. applicare le conoscenze ma incontra qualche difficoltà nei compiti più impegnativi. L uso del linguaggio tecnico e scientifico è abbastanza preciso. Dimostra di aver capito gli argomenti trattati. conoscenze,anche se non in modo completamente autonomo.l uso del linguaggio e dei termini tecnico-scientifici è nel comlesso sufficiente. anche nell esecuzione di compiti semplici. Ha capito le regole enunciate ma non le applica in modo corretto. Si esprime con scarsa precisione e proprietà di linguaggio. rilievo. Necessita di continui aiuti anche nell esecuzione di compiti semplici. Si esprime con difficoltà ed imprecisione. errori. Dimostra di non aver capito gli argomenti trattati. Non è in grado di eseguire alcun compito anche se guidato. Le prove di valutazione, come stabilito in sede dipartimentale, saranno almeno due prove scritte miste e una orale per quadrimestre.

5 LIBRI DI TESTO : Autori Vari Lenti e occhiali Medical Books F.Catalano Ottica applicata e strumenti Zanichelli Savona, 10 novembre 2018 I docenti Paolo Traverso- Lucia Beneduce Per presa visione: Il Dirigente Scolastico