20410077 - OTTICA GEOMETRICA

Comprendere i principi fisici alla base delle leggi dell’ottica geometrica. Saper utilizzare le leggi dell’ottica geometrica per lo studio dei sistemi ottici centrati. Conoscere i limiti di applicazione dell’approssimazione dell’ottica geometrica e alcuni aspetti fenomenologici legati alla natura ondulatoria della luce.

DE SETA MONICA

scheda docente | materiale didattico

Programma

Onde elettromagnetiche e proprietà delle onde: velocità di propagazione delle onde; forme d’onda; onda piana, onda sferica, onde armoniche sinusoidali; frequenza e lunghezza d’onda delle onde armoniche; ampiezza del campo elettrico e magnetico nelle onde elettromagnetiche; energia trasportata da un' onda e.m. e intensità dell’onda. Definizione di fronte d’onda e raggio ottico. Classificazione delle onde elettromagnetiche.
Condizioni di validità e limiti dell’approssimazione dell’ottica ottica geometrica.
Principio di Fermat; concetto di cammino ottico; leggi di Snell della riflessione e della rifrazione; riflessione totale. Dispersione della luce nel prisma; angolo di deviazione prismatico; angolo di deviazione minima; prismi sottili; potere dispersivo e numero di Abbe di un mezzo; prismi a visione diretta e prismi acromatici; potenza prismatica.
La formazione delle immagini nell’ambito della approssimazione dell’ottica geometrica. I sistemi ottici centrati e loro descrizione come una successione ordinata di diottri in rifrazione e/o riflessione. Sistemi ottici stigmatici e astigmatici.Vergenza della luce e potere di un sistema ottico.
Specchi sferici e piani: legge di coniugazione, ingrandimento trasversale; costruzione grafica dell’immagine
Sistemi diottrici centrati: approssimazione parassiale o di Gauss; il diottro sferico, il diottro piano, le lenti sottili e spesse, sistemi di lenti sottili. Punti focali e piani focali, punti principali e i piani principali, punti nodali; la lunghezza focale effettiva, la lunghezza focale del vertice posteriore, la lunghezza focale del vertice anteriore; potere nominale, potere equivalente, formula di Gulstrand, potere del vertice posteriore e anteriore; legge di coniugazione di Gauss e di Newton, ingrandimento trasversale, l’ingrandimento longitudinale; costruzione grafica dell’immagine. Immagini di lenti piano cilindriche e di prismi.
Aberrazione cromatica nei sistemi ottici

Testi Adottati

J. S. Walker: “Fondamenti di Fisica”

dispense del corso

Jurgen R. Meyer Arendt “Introduction to Classical and Modern
OPTICS” : Cap. 1 5



Modalità Erogazione

Lezioni frontali con uso della lavagna e proiezione di diapositive. Svolgimento di esercizi in classe.

Modalità Frequenza

La frequenza è fortemente consigliata ma non è obbligatoria al fine di consentire a tutte le studentesse e tutti gli studenti di dare l'esame.

Modalità Valutazione

L'esame consiste in una prova scritta con svolgimento di esercizi e una prova orale. Nella prova orale verranno poste tipicamente due domande su diversi argomenti del programma. Nella valutazione si terrà conto della capacita di: a) inquadrare il fenomeno analizzato in un contesto più ampio b) comprensione degli aspetti fisici in esso contenuti b) saper applicare la teoria per la soluzione di problemi di ottica geometrica e sistemi ottici.