Appunti sulla Luce e l'Ottica Fisica

Introduzione alla Luce

• La luce è un argomento importante in fisica, frequentemente studiato nei licei.
• Diverse teorie sulla natura della luce:
  • Teoria Corpuscolare di Newton: La luce è composta da particelle (corpuscoli).
  • Teoria Ondulatoria di Huygens: La luce è un'onda, simile alle onde meccaniche.

Sviluppo Storico

• Fino al XIX secolo, il modello corpuscolare era prevalente.
• L'esperimento di Young (doppia fenditura) dimostrò la natura ondulatoria della luce.
• Le equazioni di Maxwell prevedevano le onde elettromagnetiche, confermate da Hertz.
• Conclusione: La luce è un'onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto.

Ottica Geometrica

• La luce come fascio di raggi luminosi che si muovono in linea retta.
• Fenomeni trattati:
  • Riflessione: La luce colpisce una superficie liscia e viene riflessa.
  • Rifrazione: Cambiamento di direzione quando la luce passa da un mezzo a un altro.

Riflessione

• Il raggio di luce incidente genera un raggio riflesso.
• Leggi della riflessione:
  • Angolo di incidenza = Angolo di riflessione.
  • Angoli riferiti alla normale (linea perpendicolare alla superficie).

Rifrazione

• Quando la luce passa da un mezzo a un altro:
  • Cambia direzione e velocità.
  • Legge di Snell: rapporto tra seni degli angoli di incidenza e rifrazione.
  • Formula: [ \frac{\sin(θ_1)}{\sin(θ_2)} = \frac{n_2}{n_1} ]
• Implicazioni:
  • Se il secondo mezzo ha un indice di rifrazione maggiore, l'angolo di rifrazione è minore.

La Doppia Natura della Luce

• L'esperimento di Einstein sull'effetto fotoelettrico:
  • Introduzione del concetto di fotoni (particelle di luce senza massa).
• Conclusione moderna: la luce ha una doppia natura:
  • Si comporta come un'onda in certe situazioni.
  • Si comporta come un flusso di particelle in altre.

Conclusione

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