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MC-23-ottica geometrica

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Academic year: 2021

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Testo completo

(1)

OTTICA GEOMETRICA

Un raggio di luce si propaga rettilineamente in un mezzo omogeneo ed isotropo con velocità:

1

n

,

n

c

v

=

>

L’ottica geometrica è valida quando la luce interagisce solo con oggetti di dimensioni molto maggiori della sua lunghezza d’onda.

(2)

2

Quando un raggio di luce incide su una superficie di

separazione esso si divide in un raggio riflesso ed in un raggio rifratto. normale i r rn1 n2

raggio incidente raggio riflesso

raggio rifratto

O

LEGGI DI SNELL

•  I raggi incidente, riflesso e rifratto e

la normale alla superficie di

separazione nel punto di incidenza sono complanari; •  • 

RIFLESSIONE E RIFRAZIONE

iˆ =

'

sin

n

sin

n

1

=

2

(3)

RIFRAZIONE

(4)

4

RIFRAZIONE

Esempi di illusioni ottiche dovute alla rifrazione

Una matita immersa nell’acqua sembra spezzata

(5)

INDICE DI RIFRAZIONE

L’indice di rifrazione è caratteristico del mezzo e varia al variare della lunghezza d’onda della luce.

Mezzo n (@550 nm) Aria 1.0029 Acqua 1.33 Alcool etilico 1.35 Vetro crown 1.52 Vetro flint 1.63 Diamante 2.42

(6)

6

La variazione dell’indice di rifrazione con la lunghezza d’onda produce, in un fascio di luce bianca che attraversa un prisma, la separazione dei colori.

(7)
(8)

8

Si può avere riflessione totale quando il raggio passa da un primo mezzo ad un secondo mezzo avente indice di rifrazione minore del primo.

(9)

1 2

sin

90

sin

sin

n

n

=

=

"

Per angoli di incidenza maggiori dell’angolo limite tutta la radiazione viene riflessa.

RIFLESSIONE TOTALE

Si chiama angolo limite , l’angolo di incidenza che corrisponde all’angolo di rifrazione di 90o.

(10)

10

La riflessione totale trova applicazione nelle fibre ottiche.

(11)

ENDOSCOPIO

Formazione delle immagini in un fascio di fibre ottiche

(12)

12

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU UNO SPECCHIO PIANO

(a)  Una superficie irregolare (scabra) provoca una riflessione

diffusa;

(13)

p q

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU UNO SPECCHIO PIANO

L’immagine è virtuale, cioè la luce proviene dall’immagine solo

p: distanza dell’oggetto dallo specchio

q: distanza dell’immagine dallo specchio

(14)

14

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU SPECCHI SFERICI

Specchi con superfici sferiche (a) convesse (b) concave Uno specchio concavo dà un’immagine ingrandita e diminuisce il campo visivo. Uno specchio convesso dà un’immagine rimpicciolita e aumenta il campo visivo.

(15)

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU SPECCHI SFERICI

I raggi paralleli all’asse principale di uno specchio sferico si concentrano in un punto focale (fuoco) F.

A : centro dello specchio C : centro di curvatura F : fuoco r : raggio di curvatura f : lunghezza focale

(16)

16

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU SPECCHI SFERICI

• Il raggio 1 esce da O’

parallelamente all’asse, si riflette e passa per F.

• Il raggio 2 passa per F e poi

si riflette indietro

parallelamente all’asse. • Il raggio 3 incide

perpendicolarmente sullo specchio e si riflette su se stesso passando poi per il centro di curvatura C.

(17)

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU SPECCHI SFERICI

Equazione dei punti coniugati dello specchio:

1

1

1

Ingrandimento trasversale per gli specchi sferici:

p q

(18)

18

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU SPECCHI SFERICI

CONVENZIONI SUI SEGNI

v  Se l’oggetto, l’immagine o il punto focale si trovano dalla

parte riflettente dello specchio le rispettive distanze sono considerate positive; se invece si trovano dietro la parte riflettente le distanze sono considerate negative;

v  L’altezza dell’immagine hi è positiva se l’immagine è diritta,

negativa se invertita rispetto all’oggetto; ho è sempre considerata positiva;

v  L’ingrandimento quindi risulta positivo se l’immagine è

(19)

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU SPECCHI SFERICI

(20)

20

RIFLESSIONE: FORMAZIONE DELLE

IMMAGINI SU SPECCHI SFERICI

Uno specchio convesso:

a)  Il punto focale è in F, dietro lo specchio.

b)  L’immagine I dell’oggetto O è virtuale,

diritta e più piccola dell’oggetto.

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