Insegnamento OTTICA GEOMETRICA

Corso
Ottica e optometria
Codice insegnamento
A002457
Sede
TERNI
Curriculum
Comune a tutti i curricula
Docente
Luca Gammaitoni
Docenti
  • Luca Gammaitoni
  • Maura Graziani (Codocenza)
Ore
  • 46 ore - Luca Gammaitoni
  • 24 ore (Codocenza) - Maura Graziani
CFU
10
Regolamento
Coorte 2022
Erogato
2022/23
Attività
Base
Ambito
Discipline fisiche
Settore
FIS/01
Tipo insegnamento
Obbligatorio (Required)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
ITALIANO
Contenuti
Riflessione e rifrazione su superfici piane e sferiche. Le lenti, gli specchi, le aberrazioni ottiche. Gli strumenti ottici (l’occhio, il microscopio, il telescopio, il proiettore, la macchina fotografica, il telemetro, lo spettroscopio a prisma, ecc.). La polarizzazione della luce. Il colore.
Testi di riferimento
"Elementi di Ottica Generale" - Ferdinando Catalano, Ed. Zanichelli
"Occhiali. Un manuale di ottica oftalmica." A. Rossetti.
"Optics", Hecht
Obiettivi formativi
Fornire agli studenti le conoscenze di base per comprendere l’ottica geometrica. In tal modo si mira a mettere in grado gli studenti di comprendere le basi sul funzionamento dei principali strumenti ottici, nonché realizzare esperimenti nel laboratorio di ottica geometrica, avendo chiare le basi teoriche e mettendo in atto una metodologia sperimentale corretta, considerando in modo opportuno anche l'analisi dei dati e la trattazione degli errori.
Le principali abilità che il corso si propone di trasmettere sono quindi:
- saper usare le leggi fisiche fondamentali dell'ottica geometrica per comprendere la riflessione e la rifrazione della luce e le sue possibili applicazioni nelle tecnologie ottiche.
Prerequisiti
Una conoscenza di base delle leggi della meccanica e dell’elettromagnetismo nella modalità con cui vengono solitamente insegnate nella scuola superiore.
Metodi didattici
Il corso si articola in lezioni frontali cercando di stimolare la risposta e l’interesse degli studenti.
Altre informazioni
Lo studente è invitato a sviluppare un approccio "guidato dalla curiosità" a questa disciplina.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame prevede un compito scritto dove in alcune domande viene esplorata la conoscenza della teoria da parte dello studente e la sua capacità di risolvere semplici esercizi. A discrezione dello studente, lo scritto può essere integrato da un colloquio orale. Lo scopo del colloquio è verificare il grado di comprensione e padronanza degli argomenti sollecitati dal docente.
Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso
La riflessione della luce:
-materiali trasparenti, traslucidi e opachi
-riflessione speculare e diffusiva
-Riflessione su specchi piani
-Legge della rifrazione a partire dal principio di Huygens
-Legge della rifrazione a partire dal raggio ottico
-Principio di Fermat
-immagini reali e virtuali
-riflessione di sorgenti puntiformi e sorgenti estese

Riflessione su specchi sferici:
-equazioni dello specchio sferico
-aberrazione sferica (sistema ottico stigmatico, acromatico, ortoscopico
-Equazione dello specchio in ottica di Gauss
-Riflessioni su specchi di corpi estesi: ingrandimento
-Specchio convesso e specchio concavo
-Immagini reali e virtuali

Rifrazione su una superficie piana:
-Legge di Snell
-Costruzione tramite fronte d'onda rifratto mediante il principio di Huygens
-Costruzione tramite raggio ottico rifratto
-Principio di Fermat per la rifrazione
-Diottro piano
-Rifrazione di un'onda sferica su un diottro piano
-Rifrazione di un raggio ottico su un diottro piano
-Immagine di un corpo esteso su un diottro piano: ingrandimento trasversale

Lamina Ottica e Prisma Ottico:
-Rifrazione attraverso una lamina ottica
-Prisma ottico
-Angolo di deviazione prismatica
-Angolo di minima deviazione
-Dispersione ottica
-Numero di Abbe
-Potenza prismatica
-Applicazioni della dispersione ottica
-Angolo limite, riflessione totale
-Applicazioni della riflessione totale

Diottro sferico:
-Convenzioni per il diottro sferico
-La rifrazione su una superficie sferica
-Equazione del diottro sferico in ottica di Gauss
-punti focali e distanze focali
-piano focale
-Potere rifrattivo del diottro
-Vergenza
-Rifrazione di sorgenti estese
-Ingrandimento trasversale
-Ingrandimento angolare

Lenti sottili:
-Rifrazione attraverso una lente semplice
-Punti e Piani principali
-Punti Nodali e Centro ottico
-Equazione degli ottici
-Equazione Gaussiana delle lenti sottili
-Equazione Newtoniana delle lenti sottili
-Ingrandimento trasversale
-Ingrandimento longitudinale

Lenti spesse:
-Distanza focale
-Potere effettivo e potere nominale
-Potere frontale
-Ricerca analitica dei piani principali
-Potere di una lente spessa immersa in mezzi eterogenei trasparenti
-Ingrandimento

Combinazione di lenti
-Potere effettivo
-Potere frontale
-Metodo delle lenti successive
-Metodo dei piani principali
-Convergenza e divergenza di un sistema di lenti sottili

Aberrazioni ottiche:
-Aberrazioni al terzo ordine
-Aberrazione sferica di un diottro
-Aberrazione sferica di una lente sottile
-Fattore di posizione e di forma
-Sistema di Coddington
-Coma
-Astigmatismo
-Curvatura di campo
-Distorsione
-Aberrazione cromatica

Fenomeni ottici:
-Brillio delle stelle
-Posizione apparente del sole e degli astri
-Miraggi
-Colore del cielo, alba e tramonto
-Arcobaleno
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