a.a. 2005/2006 Laurea Specialistica in Fisica Corso di Fisica Medica 1 Ottica 28/2/2006

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1 a.a. 2005/2006 Laurea Specialistica in Fisica Corso di Fisica Medica 1 Ottica 28/2/2006

2 Leggi dell ottica 1. Il raggio incidente, il raggio riflesso e il raggio rifratto giacciono sullo stesso piano 2. L angolo di incidenza e quello di riflessione sono uguali 3. Tra l angolo di incidenza e quello di rifrazione esiste la relazione

3 Immagini virtuali La retina dell occhio umano intercetta i raggi luminosi riflessi dall oggetto che si sta guardando Tale procedura funzione anche se i raggi di luce non provengono direttamente dell oggetto Stando davanti ad uno specchio piano si vedono oggetti che ci appaiono dietro allo specchio Tali oggetti non sono realmente dietro lo specchio ma ai nostri occhi appaiono come se lo fossero Le immagini di tali oggetti si dicono virtuali perché esistono solo nel nostro cervello anche se noi crediamo esistano nel luogo di percezione

4 Miraggi Le immagini reali esistono indipendentemente da noi, quelle virtuali non esistono in nostra assenza I miraggi sono immagini virtuali che appaiono ai nostri occhi in posizioni diversi da quelle reali I miraggi sono dovuti al surriscaldamento termico diurno per le varizioni dell indice di rifrazione dell aria

5 Specchio piano E formato da una superficie riflettente piana Un osservatore che guarda un immagine riflessa in O vede tale immagine nel punto I

6 Visione ridotta L immagine di un oggetto esteso ha la stessa altezza e lo stesso orientamento dell oggetto sufficiente solo una piccola porzione di specchio per vedere l intera figura

7 Specchi sferici Incurvando uno specchio piano a concavo o convesso il centro di curvatura si sposta da a C L estensione visiva è ridotta e l immagine appare ingrandita o rimpicciolita

8 Distanza focale Si introduce la distanza focale f f = r / 2 con r raggio di curvatura specchio punto di convergenza dei raggi (o dei loro prolungamenti) paralleli all asse ottico fuoco della lente (specchi ustori di Archimede!)

9 Punti coniugati L immagine I dell oggetto puntuale O si trova anch esso sull asse ottico e si ha f

10 Oggetti non puntiformi L immagine può essere ricostruita tracciando tre rette passanti per F 1, per F 2 e per il centro della lente specchio concavo specchio convesso

11 Tipo d immagine L immagine di un oggetto può essere reale, virtuale o posta all infinto a seconda che l oggetto rispetto prima al fuoco sia posto dopo coincidente con esso

12 Ingrandimento L ingrandimento trasversale è definito come p m = - i / p i valida sia per specchi concavi che convessi p i

13 Immagini da lente concava L immagine di un oggetto per cui p > f in una lente convergente è reale, opposta e capovolta L immagine di un oggetto per cui p < f in una lente convergente è virtuale, dritta e dalla stessa parte

14 Immagini da lente convessa L immagine di un oggetto di una lente divergente è sempre reale e diritta ma rimpicciolita rispetto all oggetto stesso

15 Lente d ingrandimento L occhio è in grado di mettere a fuoco l oggetto sulla retina con la massima precisione a circa 25 cm (punto prossimo P n ) Se l oggetto O è prossimo al punto F 1 della lente l immagine I si forma in un punto più lontano di P n per cui è a fuoco m = 25 [cm] f

16 Microscopio Composto da un oculare f oc e da un obiettivo f ob s = F 2 F 1 L immagine I dell oggetto O si forma vicino al fuoco F 1 dell oculare in modo che l immagine I rispetto all oculare si formi in un punto più lontano del punto prossimo e sia ingrandita

17 La distanza s tra i due fuochi F 2 e F 1 Si dice tiraggio Magnificazione Normalmente s >> f ob per cui 2 f ob + s s mentre l oculare agisce come lente m ob = i / p s / f ob e l ingrandimento è: m = m ob m oc m oc = s 25 [cm] f ob f oc 25 [cm] f

18 Ingrandimento Negli strumenti moderni: s = 16 cm (valore indicativo) f ob = 0.5 cm (qualche millimetro) f oc = 2.5 cm (qualche centimetro) e quindi con un microscopio ottico si ottiene quindi un ingrandimento di circa x I microscopi da dissezione (stereomicroscopi) devono avere largo campo visivo grandi distanze di lavoro (f ob grande) ingrandimenti non superano 30 40x