ottica: la luce cosè la luce? due ipotesi: un flusso di particelle, come una serie di piccolissimi...
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OTTICA: la luce
Cos’è la luce?Due ipotesi:
Un flusso di particelle, come una serie di piccolissimi proiettili
Un’onda, come quelle del mare, o come il suono
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OTTICA: la luce come onda
Esperimenti compiuti nei primi anni dell’800 dimostrano che la luce è UN’ONDA che viaggia a velocità molto elevata
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OTTICA: la velocità della luce
Nello spazio vuoto la luce viaggi alla velocità fissa di 300.000 chilometri al secondo.
Questa velocità è indicata con c.
skmc /000.300
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OTTICA: la velocità della luce
Secondo Einstein nulla può viaggiare a una velocità superiore a c.
Questo è stato confermato da molti esperimenti, svolti anche di recente.
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OTTICA: la velocità della luce
Nella materia la luce viaggia PIU’ LENTAMENTE che nel vuoto.
Ad esempio, nell’acqua la luce viaggia alla velocità di 225.000 km/s
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OTTICA: indice di rifrazione
Il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto (c) e quella in un mezzo (v) si chiama INDICE DI RIFRAZIONE di quel mezzo (n)
v
cn
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OTTICA: indice di rifrazione
L’indice di rifrazione di un diamante è 2,42: questo significa che la luce in un diamante viaggia alla velocità di 124.000km/s
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OTTICA: più veloci della luce
Questo significa che è possibile superare in velocità un raggio di luce: non però nel vuoto, ma in un mezzo materiale
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OTTICA: effetto Cherenkov
Quando un elettrone è scagliato attraverso l’acqua ad una velocità superiore a quella della luce emette una luce azzurra detta “radiazione Cherenkov
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OTTICA: ottica geometrica
L’ottica geometrica studia i fenomeni ottici più elementari.
Nell’ottica geometrica è indifferente pensare alla luce come a un’onda o come a una particella
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OTTICA: raggio di luce
Un RAGGIO DI LUCE è un sottilissimo fascio di luce, assimilabile a una retta.Si può ottenere facendo un piccolo foro in uno schermo, o meglio con un raggio laser
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OTTICA: sorgenti di luce
Una sorgente di luce è un qualsiasi corpo che emette luce
il sole il fuoco una lampadina ….
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OTTICA: corpi trasparenti
Sono corpi che possono essere attraversati dai raggi di luce
acqua aria vetro ……
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OTTICA: corpi opachi
Sono corpi che impediscono il passaggio dei raggi di luce.
Si dividono in:
assorbenti riflettenti
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OTTICA: corpi assorbenti
Assorbono la luce e la convertono in calore
carbone nerofumo …
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OTTICA: corpi riflettenti
Respingono i raggi di luce
metalli foglio bianco …
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OTTICA: comportamenti misti
In realtà tutti i corpi opachi sono in parte assorbenti e in parte riflettenti
L’acqua è trasparente, ma ci si può specchiare sulla sua superficie, come se fosse riflettente
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OTTICA: leggi dell’ottica
L’ottica geometrica è basata su tre leggi fondamentali
propagazione rettilinea riflessione rifrazione
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OTTICA: leggi dell’ottica
Queste leggi possono essere ricavate sperimentalmente, anche se in realtà possono pure essere dedotte dalla natura di onda della luce.
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OTTICA: propagazione rettilinea
IN ASSENZA DI OSTACOLI UN RAGGIO DI LUCE SI PROPAGA IN LINEA RETTA
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OTTICA: ombra
Questa legge spiga la formazione dell’ombra dietro gli oggetti opachi
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OTTICA: ombra
Nessuna retta può essere tracciata dal puntino luminoso S (la sorgente) alla zona AB senza passare per lo schermo opaco CD; AB di conseguenza resta buia
S
D
C
B
A
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OTTICA: ombra
Questa è la costruzione geometrica rigorosa della zona d’ombra creata da una sorgente puntiforme S
S
D
C
B
A
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OTTICA: ombra e penombra
Quando la sorgente non è puntiforme, ma estesa, come TS, attorno alla zona d’ombra AB si formano due zone di PENOMBRA, AE e BF
S
D
C
B
A
T
F
E
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OTTICA: ombra e penombra
La zona d’ombra si spiega come nel caso precedente; nessun raggio può giungere dalla sorgente ST alla zona AB senza passare dal corpo opaco CD, per cui questa zona è del tutto buia
S
D
C
B
A
T
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OTTICA: ombra e penombra
Nella zona di penombra AE alcuni raggi riescono ad arrivare, altri vengono fermati, producendo così un’illuminazione solo parziale
S CA
T
E
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OTTICA: eclissi
Ombra e penombra spiegano il fenomeno delle eclissi
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OTTICA: eclissi
L’eclissi totale di sole (molto rara) si verifica nella zona d’ombra prodotta dalla luna.
L’eclissi parziale si verifica nella zona di penombra
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OTTICA: camera oscura
La legge della propagazione rettilinea spiega anche la camera oscura
I raggi provenienti da una sorgente A passano attraverso un sottilissimo foro e producono sul fondo della camera un’immagine rovesciata, B
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OTTICA: camera oscura
La camera oscura è stata usata in pittura per riprodurre i soggetti in modo realistico; infatti, se sul fondo c’è un foglio di carta traslucida, è possibile ricalcare da dietro l’immagine
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OTTICA: camera oscura
Le prime macchine fotografiche sono delle camere oscure con una pellicola sul fondo.
La piccolezza del foro fa però passare poca luce, rendendo necessari lunghi tempi di esposizione
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OTTICA: macchina forografica
Nelle attuali macchine fotografiche il foro è più grande e l’immagine viene messa a fuoco da una lente
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OTTICA: occhio
Anche l’occhio funziona con lo stesso principio
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OTTICA: camera oscura
Chiaramente, più lontana è la sorgente, più piccola è l’immagine prodotta; questo spiega perché le cose lontane sembrano più piccole di quelle vicine