La fisica delle oscillazioni
Vettore d’onda
Onde in più
dimensioni
Onde Piane
n
k 2 ˆ
λ
=
π
rnˆ
n
k 2 ˆ
λ
=
π
rn
k 2 ˆ
λ
=
π
rOnde Cilindriche Onde Sferiche
monopolo
dipolo
quadrupolo
http://www.extrascuola.it/fisica/onde/onde.htm
Il principio di Huygens
Ogni punto investito ad un istante t da un fronte d’onda diventa esso stesso sorgente
di onde circolari (sferiche), che dopo un intervallo di tempo dtdt hanno raggio r = v dt. All’istante t+dt il nuovo fronte d’onda è costituito dall’inviluppo di tutte queste onde elementari.
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php#2
Riflessione e ...
... Rifrazione di Onde
Parete riflettente
Acqua alta Acqua bassa
Acqua bassa
Immagini tratte e rielaborate da “FISICA” a cura del PSSC, Zanichelli (Bologna, 1963)
Dispersione
( ) ⎟ ⎟
⎠
⎞
⎜ ⎜
⎝
⎛ ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝ + ⎛
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
− ⎛
⎟ ≈
⎠
⎜ ⎞
⎝
= ⎛
4 2 2
1
2 2
/ 6 2
tangh
2 λ
π λ
λ π π π
λ h
h O gh gh
g h c
Bassa frequenza
Alta
frequenza Riferimenti
paralleli
Diffrazione
DIFFRAZIONE:
Un obiettivo formativo generale
che mira a dare esperienza delle problematiche connesse al
processo di analisi interpretativa della fenomenologia,
formando ad argomentare le ipotesi e a sostenerle sul piano quantitativo o semiquantitativo.
Riconoscere, caratterizzare e
interpretare fenomeni di diffrazione è un'esperienza formativa così ricca, da potersi proporre come contenuto irrinunciabile per un curriculum.
Svolge ruolo di ponte, sia verso una interpretazione dei fenomeni ottici nell'ambito dell'elettromagnetismo classico, sia verso un approccio alla fisica quantistica.
FENOMENI DI DIFFRAZIONE IN OTTICA
1. attività in classe.
2. risultati sperimentali 3. quadro di sintesi
4. Misure con sensori on-line
• Diffrazione da singola fenditura
– Esame qualitativo dell’intensità luminosa da una fenditura in funzione della posizione.
– Leggi empiriche della posizione dei minimi e massimi
– Esempi della diffrazione nel quotidiano e nelle applicazioni.
– Le leggi empiriche a confronto e ipotesi interpretative (per una discussione esperta).
– Simulazione parametrizzata e/o modellizzazione per una proposta di fitting dei dati.
http://web.uniud.it/cird/secif/
Rilevanza disciplinare della diffrazione
• La diffrazione è un fenomeno che si incontra ovunque nella vita quotidiana e nelle applicazioni dell’ottica
• Pone un confine inferiore all’avanzamento verso il “microscopico”
o il “lontano”
• limite nella capacità di distinzione fra due oggetti vicini fra loro che si trovano a grande distanze
• limite inferiore nell’osservazione microscopica
• limite inferiore all’integrazione (litografia)
• Costituisce un doppio ponte tra l’ottica geometrica e quella fisica ed tra la fisica classica e quella quantistica (visione ondulatoria della luce e della materia)
• E’ l’esempio reale di interferenza
• Permette di comprendere nella sua potenzialità i principio di Huygens-Fresnel
• Offre significativa occasione di raccordo tra ipotesi interpretative (modellizzione e simulazione) ed esperimento.
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Nella vita quotidiana
C. Siddons “Esperienze di Fisica”, Cap 10 : L’ombra di un capello
Potere risolutivo degli strumenti ottici
http://web.uniud.it/cird/secif/
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Diffrazione e Interferenza insieme
Archi sovrannumerari e altro…
e con i … Fantasmi
La funzione di Airy soddisfa l’equazione L’intensità luminosa è Proporzionale ad Ai(x)2
in … Gloria