Introduzione all'Ottica e alla Luce

Cos'è la Luce?

Due teorie principali sulla luce:
- Teoria Corpuscolare (Newton): la luce è composta da particelle chiamate corpuscoli.
- Teoria Ondulatoria (Huygens): la luce è un'onda simile a onde meccaniche.

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

Tipicamente insegnata nel secondo anno del liceo scientifico.
Modello geometrico:
- La luce è trattata come un fascio di raggi luminosi che si propaga in linea retta.
Fenomeni trattati:
- Riflessione: raggio incidente, raggio riflesso, angoli di incidenza e riflessione.
- Rifrazione: passaggio di un'onda luminosa tra due mezzi con velocità diverse.

La velocità della luce nel vuoto (C): 299,792,458 m/s (circa 300,000 km/s).
In altri mezzi, la velocità della luce è sempre inferiore a C, calcolata come:
- V = C/n (dove n è l'indice di rifrazione, n > 1).

Riflessione:
- Gli angoli di incidenza e riflessione sono congruenti.
- Riferiti alla normale (linea perpendicolare alla superficie).
Rifrazione:
- Quando la luce passa da un mezzo a un altro, cambia direzione.
- Legge di Snell: rapporto tra i seni degli angoli di incidenza e rifrazione è uguale al rapporto degli indici di rifrazione.
- Se un raggio entra in un mezzo con indice di rifrazione maggiore, l'angolo di rifrazione è minore.

Dopo l'esperimento di Young, sembrava che si potesse adottare solo il modello ondulatorio.
L'esperimento di Einstein sull'effetto fotoelettrico ha messo in discussione questa idea.
- Conclusione: la luce si comporta come un flusso di particelle chiamate fotoni, privi di massa.
Accettazione della doppia natura della luce:
- Natura Ondulatoria: si comporta come un'onda in certe situazioni.
- Natura Corpuscolare: si comporta come particelle in altre situazioni.