Onde - Acustica. Onde elettromagnetiche. Ottica http://www.mauriziozani.it/wp/?p=2916

1. Onde
Acustica. Onde elettromagnetiche. Ottica
Maurizio Zani

2. Maurizio Zani
Sommario
Onde
Onde
Onde meccaniche
Onde elettromagnetiche
Emissione e interazione elettromagnetica
Ottica geometrica
Ottica ondulatoria
Ottica quantistica
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3. Maurizio Zani
Ottica geometrica
Onde
Onde
Onde meccaniche
Onde elettromagnetiche
Emissione e interazione elettromagnetica
Ottica geometrica
Ottica ondulatoria
Ottica quantistica
Principio di Fermat
Elementi ottici
Microscopio
Anisotropia
Aberrazioni
Vettori e matrici di Jones

4. Maurizio Zani
Ottica geometrica
Ottica
• ottica geometrica (λ << a)
• ottica ondulatoria (λ ≈ a)
• ottica quantistica (λ >> a)
• λ = lunghezza d’onda
• a = dimensione dell’ostacolo
aλ
aλ

5. Maurizio Zani
Ottica geometrica (λ << a)
• la luce propaga secondo linee rette detti raggi luminosi
• la velocità di propagazione dipende dal materiale (indice di rifrazione)
• situazione all’interfaccia tra due materiali (leggi di Snell e di Fresnel)
Ottica geometrica

6. Maurizio Zani
Principio di Fermat
«Un raggio luminoso segue un percorso
che rende minimo il tempo impiegato a percorrerlo,
ovvero minimizza il cammino ottico»
• principio di reversibilità
• mezzo omogeneo: percorso rettilineo
• mezzo/spazio non omogeneo: leggi di Snell
riflessione
rifrazione
θ0
θ2
n2
n1
P
Q

7. Maurizio Zani
Principio di Fermat: riflessione
θ0 θ1
n2
n1
P Q
a b
y
( )
2 22 2
1 2
1 1 1 1
x - a + ya + yL L
T = + = +
v v v v
y; x = a + b
( )
( )
2 2 2 2
d 1 1 1 1 1 1
2 2 0
d 2 21 1
T
= a - x - a =
a v va + y x - a + y
2 2 2 2
a b
=
a + y b + y
( ) ( )sin sin0 1θ = θ 0 1θ = θ
legge di Snell
per la riflessione
fissi

8. Maurizio Zani
θ0
θ2
n2
n1
P
Q
a b
y
z
Principio di Fermat: rifrazione
( )
2 22 2
1 2
1 2 1 2
x - a + ya + yL L
T = + = +
v v v v
y; z; x = a + b
( )
( )
2 2 2 2
d 1 1 1 1 1 1
2 2 0
d 2 21 2
T
= a - x - a =
a v va + y x - a + z
2 2 2 2
1 1
1 2
a b
=
v va + y b + z
( ) ( )
1 1
sin sin0 2
1 2
θ = θ
v v
( ) ( )sin sin1 0 2 2n θ = n θ
legge di Snell
per la rifrazione
fissi