Onde e ottica Un onda è una perturbazione che si propaga nello spazio, trasportando energia e quantità di moto, ma senza trasporto di materia… Si possono classificare le onde longitudinali: in cui la vibrazione avviene lungo la direzione di propagazione dell’onda. (onde sonore, onde in un molla) Onde trasversali: in cui la vibrazione avviene perpendicolarmente alla direzione di propagazione ( onde elettromagnetiche e quindi anche luce) Onde meccaniche: necessitano di un mezzo nel quale propagarsi e sono prodotte perturbando un mezzo.. il suono esempio di onda meccanica Onde elettromagnetiche: sono prodotte da campi elettrici e magnetici variabili nel tempo, non necessitano di un mezzo nel quale propagarsi e quindi si propagano anche nel vuoto… (es.luce onda elettromagnetica trasversale) Quando un onda incide su un superficie di separazione tra due mezzi aventi densità diversa, il raggio viene in parte riflesso nello stesso mezzo di provenienza dell’onda incidente ed in parte rifratto… ne caso di onde luminose valgono queste leggi: leggi della riflessione : il raggio incidente – il raggio riflesso - la normale alla superficie di incidenza passante per il punto di incidenza, giacciono su uno stesso piano; l’angolo di incidenza i è uguale all’angolo di riflessione r1 leggi della rifrazione: il raggio incidente, il raggio rifratto e la normale alla superficie di separazione fra i due mezzi, passante per il punto di incidenza giacciono sullo stesso piano. Indicando con i l’angolo di incidenza e con r2 l’angolo di rifrazione, vale la seguente relazione (snell) =
=
,
dove
sono gli indici di rifrazione assoluti dei mezzi 1 e 2 …
,
òl’indice di
rifrazione relativo del mezzo 2 rispetto al mezzo1… L’indice di rifrazione assoluto di un mezzo è il rapporto tra la velocità dell’onda luminosa c nel vuoto e la sua velocità nel mezzo… =
Il fenomeno della riflessione totale spiega, ad esempio, l’effetto per cui, nelle giornate particolarmente calde e afose, se si guarda una strada asfaltata in lontananza può sembrare che sia bagnata o coperta di macchie d’olio: le proprietà termiche dell’asfalto fanno sì che gli strati di aria a contatto con il suolo siano più caldi, e dunque più rarefatti di quelli più alti; un raggio di luce, quindi, attraversando l’aria in prossimità dell’asfalto, incontra una superficie di discontinuità – sebbene non netta – tra mezzi con proprietà rifrangenti diverse (gli strati di aria più densi e quelli meno densi); i raggi che incidono a un angolo maggiore dell’angolo limite subiscono quindi una riflessione totale, e un osservatore che guardi il suolo in lontananza ha la sensazione che la strada abbia le proprietà di una superficie perfettamente riflettente.
La luce è una radiazione elettromagnetica.. composta da un campo elettrico e da uno magnetico che vibrano su piani perpendicolari. la distanza fra 2 creste successive si chiama lunghezza d’onda il numero di vibrazioni che l’onda compie in ogni secondo è detto invece frequenza… La luce visibile corrisponda a una sottile banda dello spettro elettromagnetico che include diversi tipi di onde… I raggi gamma hanno frequenze molto alte e lunghezze d’onda piccole Le onde radio hanno frequenze più piccole e lunghezze d’onda maggiori. Ogni colore visibile corrisponde a una particolare frequenza dello spettro La luce violetta ha la lunghezza d’onda più corta percepibile dal nostro occhio…il rosso la più lungha la luce si comporta come una particella non come un onda La velocità di propagazione delle onde magnetiche nel vuoto è c = 3∙108 m/s