Master Class di Ottica. Interferenza
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- Niccolina Stella
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1 Master Class di Ottica 6 marzo 2012 Interferenza Dr. Eleonora Nagali
2 La luce 1/2 Sir Isaac Newton Augustin-Jean Fresnel Christiaan Huygens Christiaan Huygens: in analogia con il suono, la luce consiste in un movimento ondulatorio che si propaga dalla sorgente in tutte le direzioni... ( Traité de la lumiere, 1690 )
3 La luce 2/2 ma che cosa intendiamo esattamente per luce? la luce (visibile) rappresenta una forma di ONDA ELETTROMAGNETICA situata in una piccola porzione dello spettro elettromagnetico...
4 Descrizione della luce (1/2) raggio luminoso = onda elettromagnetica (n.b. la luce può essere anche qualcosa di diverso, ma per scoprirlo dovrete aspettare oggi pomeriggio...) onda elettromagnetica E(r, t) =E 0 cos(k r ωt+ ϕ)
5 Descrizione della luce (2/2) E(r, t) =E 0 cos(k r ωt+ ϕ) Ampiezza Direzione di propagazione Lunghezza d onda Fase
6
7 Principio di sovrapposizione Il campo totale E generato da n sorgenti in un punto dello spazio é pari alla SOMMA dei singoli campi generati dalle n sorgenti.
8 1 + 1 =??? Due fasci luminosi interagiscono fra loro...sappiamo prevedere l intensità del fascio risultante?
9 Esperimento di Young (1803) Onda piana
10 Consideriamo due onde monocromatiche:
11 ..qualche conto alla lavagna..
12
13 Interferenza costruttiva
14 Interferenza costruttiva Interferenza distruttiva
15 Esperimento di Young (1803) Onda piana
16 Visibilità delle frange 0
17 Verifica Sperimentale
18 Interferometro di Michelson I due fasci coinvolti nell interferenza sono generati dalla stessa sorgente I due fasci si ricombinano su un beam splitter e danno origine (sotto le opportune condizioni) ad interferenza
19 Obiettivo Studio dell interferenza tra due fasci di luce monocromatica (laser) Caratterizzazione dell interferenza reale al variare dei parametri Possibili nuove osservazioni sulle condizioni necessarie per osservare l interferenza tra due fasci di luce
20 Quando si passa dalla teoria alla pratica sistema ideale monocromatica coerente ampiezza costante sistema reale monocromatica (laser) fase e ampiezza variano nel tempo!
21 termine d interferenza
22 tempo di coerenza lunghezza di coerenza Testo
23 Cosa useremo... Sorgente laser Beam splitter Specchio su piezoelettrico Generatore di segnale Fotodiodo Oscilloscopio
24 Setup sperimentale piezo BS L Laser He-Ne fotodiodo
25 luce diffusa Attenzione! La sorgente adottata per l esperimento é un laser, che si caratterizza per la monocromaticità, lunga coerenza, e alta brillanza. 4 classi di pericolosità: Classe 1 : innoqui Classe 2 : non reca danni alla vista Classe 3a : reca danni alla vista se il fascio viene focalizzato nell occhio Classe 3b : reca danni alla vista se il fascio entra direttamente nell occhio Classe 4 : (>500mW) é pericolosa anche la
26 Laser He-Ne lunghezza d onda lunghezza di coerenza o(cm) classe 2
27 Beam Splitter Dispositivo ottico basato sulla riflessione ottica Angolo d incidenza: 45 Un fascio incidente viene diviso in due parti di uguale intensità (riflettività = 50%)
28 Variazione di fase L intensità delle frange d interferenza dipende dal termine di fase. Variando leggermente il cammino ottico di uno dei due fasci é possibile monitorare la differenza di fase Specchio montato su materiale piezoelettrico collegato ad un generatore di segnale
29 Fotodiodo Viene utilizzato come rivelatore di segnali luminosi ed é basato su un particolare effetto fisico, noto come effetto fotoelettrico. La luce fornisce energia agli atomi del materiale della testa sensibile e avvia il processo di traduzione in corrente elettrica del segnale ottico...
30 Oscilloscopio Strumento elettronico per la misura con elevata precisione di segnali elettrici. Grafico bidimensionale tensione vs tempo Il campionamento del segnale avviene in modo pilotato da un trigger (CH2) CH1 : segnale elettrico proveniente dal fotodiodo CH2 : segnale elettrico proveniente dal generatore di segnale (onda trangolare)
31 Asse y segnale del fotodiodo Asse y rampa Scala asse y segnale del fotodiodo Scala asse y rampa Asse x (tempo)
32 Misure Misura di V per Misura di V per diversi valori dei cammini ottici Ricostruzione della curva V in funzione della posizione Determinazione del tempo di coerenza del laser Variazioni sul tema...
33
34 Buon divertimento!
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Ministero dell'istruzione, dell'università e della Ricerca LICEO P. NERVI G. FERRARI P.zza S. Antonio 23017 Morbegno (So) a.s. 2018/2019 Corso di studio: Scientifico Classe: 4^AS Materia: Fisica Docente:
I rivelatori. Osservare il microcosmo. EEE- Cosmic Box proff.: M.Cottino, P.Porta
I rivelatori Osservare il microcosmo Cose prima mai viste L occhio umano non riesce a distinguere oggetti con dimensioni inferiori a 0,1 mm (10-4 m). I primi microscopi vennero prodotti in Olanda alla
Introduzione ai fenomeni di polarizzazione. Lezioni d'autore di Claudio Cigognetti
Introduzione ai fenomeni di polarizzazione Lezioni d'autore di Claudio Cigognetti VIDEO POLARIZZAZIONE IN UN IPAD, RICAPITOLANDO Impiegando occhiali aventi lenti polaroid e un display a cristalli liquidi
ONDE MECCANICHE: Eq. delle onde (D Alembert) dipende dalla velocità dell onda (v_suono per onde acustiche). Sembrerebbe a prima vista un alegge non in
ONDE MECCANICHE: Eq. delle onde (D Alembert) dipende dalla velocità dell onda (v_suono per onde acustiche). Sembrerebbe a prima vista un alegge non invariante sotto trasformazioni di Galileo, ma - attenzione
Diffrazione. configurazione che fornisce uno sfasamento di nel passaggio. dal bordo della fenditura al centro. = λ per il primo minimo.
Diffrazione Mentre l interferenza può essere analizzata con i principi dell ottica geometrica, la diffrazione può essere spiegata solo con l ipotesi ondulatoria della luce. Ipotesi corpuscolare Corpuscoli
produrrebbe separatamente in per quel punto. Si dice che i fasci emessi in queste condizioni da S
NRFRNZA. Da un punto di vista generale, con il nome di interferenza andrebbero indicati tutti quei fenomeni che derivano dalla sovrapposizione di onde luose diverse in una certa regione: in realtà ci si
INTERFERENZA 1. Allora la luce totale emessa, data dalla somma delle onde luminose emesse dai singoli atomi, NON SARA' POLARIZZATA
INTERFERENZA 1 SORGENTI LUMINOSE NATURALI Le sorgenti di onde luminose sono, in generale, atomi e molecole (ad esempio, gli atomi che compongono il filamento di una lampadina, gli atomi che formano lo
4.5 Polarizzazione Capitolo 4 Ottica
4.5 Polarizzazione Esercizio 98 Un reticolo con N fenditure orizzontali, larghe a e con passo p, è posto perpendicolarmente a superficie di un liquido con n =.0. Il reticolo è colpito normalmente alla