Ottica geometrica
Propagazione per “raggi luminosi”(pennello di luce molto sottile)
All’interno di un mezzo omogeneola propagazione e’ rettilinea: i raggi luminosi sono pertantorappresentati da tratti di retta
Obs: natura ondulatoria
Velocita’ di propagazione
Nel vuoto
In un mezzo materiale
n: indice di rifrazionecaratteristico del mezzo
Dipendenza dallafrequenzaesempio:vetro comune
Legge della riflessione
Il raggio riflesso giace nel pianodi incidenza (piano definito daraggio incidente e normale)
Angolo di incidenza e di riflessioneuguali
i = i’
Nessuna dipendenza dalla fequenza
L’intensita’ del raggio riflesso dipendedalla natura dei due mezzi, dallo statodi polarizzazione del raggio incidente edall’angolo di incidenza
Legge della rifrazione
il raggio rifratto giace nel piano di incidenza
n1 sin i = n2 sin r
Dipendenza dalla frequenza
Dispersione della luce(divisione dei vari colori)
rosso
violetto
Altri esempi di dispersione della luce
Prisma
Lamina a facce parallele
Regola fondamentale:reciprocita’ dei cammini ottici(in presenza di un numero
qualsiasi di riflessioni orifrazioni)
“riflessione totale”
Sorgenti luminosee immagini
In particolari casi
I raggi uscenti dalla sorgente, dopoaver passato un sistema ottico(costituito da specchi, lenti, prismi, etc)vanno a convergere in un unico punto
(immagine reale)
sorgente
Sistemaottico
Immaginereale
I raggi, dopo aver passato ilsistema ottico, divergono ma sembranoprovenire tutti da un unico punto
(immagine virtuale)Immaginevirtuale
sorgente
Sistema ottico
Solo particolari sistemi ottici creanoimmagini (reali o virtuali)
Specchio piano
L’immagine si trova al di la’ dello specchio,in posizione simmetrica rispetto lo specchio
L’oggetto immagine ha lastessa forma, stessa dimensione (fattore diingrandimento =1), mainversione destra-sinistra
Nessuna dipendenza dallafrequenza: assenza diaberrazioni cromatiche
negli specchi
Esempio: specchio sfericoconcavo
Asse ottico
Tutti i raggi paralleli all’asse otticovengono riflessi passando per un unicopunto (F) a distanza R/2, detto “fuoco”
Immagine di uno specchiosferico concavo
I caso: oggetto posto a distanzamaggiore del fuoco
L’immagine e’ reale ecapovolta
II caso: oggetto posto a distanzaminore del fuoco
oggettoimmaginevirtuale
specchio
L’immagine e’ virtuale,diritta e ingrandita
Specchi sferici convessi
Immagine
L’immagine e’ sempre virtuale,rimpicciolita, diretta
Lenti
Raggi uscenti paralleli
Raggi entranti paralleli
Doppio prisma
Per far convergere i raggi: ad esempio inclinazione diversa
Lente sferica (inclinazione diversa in ogni punto)
Raggio di curvatura R2
Raggio di curvatura R1
Lente: mezzo trasparente, omogeneo,separato dal mezzo circostante dadue superfici, generalmente sferiche
Lente biconvessa:convergente
asseottico
pianodella lente
fuoco (reale)f (distanza
focale)
Lente biconcava (divergente)
Fuoco(virtuale)
Raggi di curvaturaR1 e R2 < 0
Relazione fondamentale(per lenti sottili)
Distanzafocale
Indice dirifrazionedel materialedella lente
Raggi di curvaturasuperfici 1 e 2
Tipi di lenti
convergente
divergente
Punti coniugati
Lenteconvergente
Relazione fondamentale
Convenzione
Lentedivergente
Costruzione immagine
Lente convergente
immagine(reale)
oggetto
Con l’oggetto posto oltre il fuoco (p>f)L’immagine e’ reale e capovoltaObs: Reversibilita’: scambio
oggetto-immagine
Lente convergente
Con l’oggetto posto tra fuoco e lente(p<f) l’immagine e’ virtuale, diretta eingrandita
(lente di ingrandimento)
Fattore di ingrandimento lineare
Potere delle lenti
D = potere diottrico
Unita’ di misura: diottria = m-1
Esempio: cristallino dell’occhio
Obs:
Sistemi di piu’ lenti accostate
Il sistema totale ha una distanza focale f tale che
D = D1+D2
Obs: La regola vale sia per lenti convergentiche divergenti (col segno opportuno deipoteri diottrici)
Visione: processo con cui ognipunto luminoso viene rilevato come distinto
oggettoSistemaottico
Immaginepuntuale suopportuno schermo
Mappa oggetto -> immagineLetturaimmagine
Problema fondamentale:
messa a fuoco di oggetti a distanze diverse
Esempio: immagine reale non postasullo schermo (non “a fuoco”)
Possibili alternative:Spostamento dello schermo
Spostamento della lente, in mododa far cadere l’immagine sullo schermo
Modifica delle proprieta’ della lente,senza spostare ne’ lente ne’ schermo
Analogia tra occhioe macchina fotografica
Potere diottrico occhio
Docchio DcorneaDcristallino
fissa variabile
22 diottrie 23-33 diottrie
45-55 diottrie
Range di visione
Punto remoto
Punto prossimo
Ampiezza di accomodamento
Esempio: bambino con buona vista
Difetti principali della vista
miopia
ipermetropia
presbiopia
Presbiopia
Miopia
Esempi lenti correttive :
a) miopia
Esempio: punto remoto 1m(oggetti piu’ lontaninon vengono messi a fuoco)
La lente (divergente) deve “portare”gli oggetti all’infinito ad una distanzadi 1m
La lente divergente deve percio’ avere –1 diottria
Correzione della miopia con una lente divergente
L’effetto della lente (divergente) e’ dispostare il punto all’infinito ad un punto vicino
b) ipermetropia
Esempio: punto prossimo 1m (oggetti a distanza minore
non vengono messi a fuoco)
Per leggere, teniamo tipicamente il foglioa 25 cm. La lente (convergente) deve percio’creare un’immagine virtuale del foglio ad 1m
La lente correttiva deve percio’ avere 3 diottrie
L’effetto della lente e’ di “spostare” unpunto vicino ad una distanza maggiore
(oltre il punto prossimo)
lente
Terapia Laser
Rimodellaturasuperficie cornea
Rimodellaturainterno cornea
