Tesina di maturità sull'elettromagnetismo

TESINA DI MATURITA' SULL'ELETTROMAGNETISMO

Liceo scientifico “E.

Torricelli”. L'ottica. Indice: introduzione, riflessione e rifrazione, leggi della riflessione, riflessione su uno specchio piano, gli specchi curvi, le leggi della rifrazione, fenomeno della birifrazione, la riflessione totale, prisma, fibre ottiche, dispersione della luce, onde luminose, difrazione, interferenza della luce, esperimento di Youngh, i colori e la lunghezza d'onda, onde elettromagnetiche, colori degli oggetti, emissione e assorbimento della luce, effetto doppler, curiosità, rifrazione atmosferica, miraggio, Fata Morgana, bibliografia.
Introduzione - Il mio percorso si articola su uno dei rami della fisica che altamente influenza la vita di tutti i giorni: l’ottica. Non si tratta di un lavoro interamente dedicato all’ottica in tutto il suo insieme, ma solo di un’illustrazione di alcune parti che mi hanno particolarmente interessato e colpito e che ritenevo più importanti da sottolineare rispetto ad altre. Durante il mio lavoro ho usufruito del mio libro di testo con aggiunte dal web per completare il tutto con delle curiosità e approfondimenti.

Elettromagnetismo: tesina maturità

TESINA MATURITA' SULL'ELETTROMAGNETISMO

Riflessione e rifrazione. Quando un raggio di luce che si propaga nell’aria incontra la superficie liscia dell’acqua, si spezza in due raggi: un raggio riflesso ed un raggio rifratto.
Il raggio riflesso continua a propagarsi nell’aria con la stessa ampiezza dell’angolo del raggio incidente. L’altro raggio, cioè quello rifratto, penetra nell’acqua e si piega verso la normale, cioè verso la retta perpendicolare alla superficie di separazione tra aria e acqua.
Il percorso seguito dalla luce tra due punti è sempre quello più breve in termini di durata, come in questo caso.
Questa suddivisione del raggio in due parti si verifica ogni volta che la luce attraversa la superficie che separa due mezzi trasparenti (aria-vetro; plexiglas-acqua; aria-acqua…). Se invece il secondo mezzo è opaco, il raggio rifratto manca. Se poi la superficie di separazione è piana e ben levigata, non soltanto manca il raggio rifratto, ma il raggio riflesso trasporta un’energia quasi uguale a quella del raggio incidente. In questo caso la superficie di separazione è una superficie riflettente.
L’energia del raggio incidente equivale a quella del raggio rifratto, sommata a quella del raggio riflesso e ad alcune perdite.
Iincid. = Irifrat. + Irifl. + perdite

Tesina sulle onde radio

TESINA MATURITA' SU ELETTROMAGNETISMO

Quindi, nel caso in cui la superficie sia uno specchio, manca il raggio rifratto, e il raggio incidente e riflettente hanno quasi la stessa energia, tenendo conto delle perdite.
Le leggi della riflessione
La riflessione è governata da due leggi:
1.    Il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale alla superficie riflettente nel punto di incidenza giacciono tutti sullo stesso piano;
2.    L’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione.
Queste due leggi sono vere anche quando la superficie su cui incide il raggio luminoso è scabra, cioè presenta delle asperità. Dato che tutte le piccole porzioni di superficie hanno inclinazioni diverse tra di loro, i singoli raggi riflessi vengono sparpagliati in tutte le direzioni e non deviati uniformemente. L’effetto risultante è quindi una luce diffusa.
Questo fenomeno si può osservare anche nei telescopi: le piccole particelle di polvere che si depositano col tempo sullo specchio possono causare un lieve effetto di scattering (una o più particelle cambiano traiettoria per via della collisione con altre particelle; ciò è dovuto all'urto fra i fotoni [i corpuscoli che compongono la luce] e le particelle del materiale attraversato dai raggi luminosi) della luce, che può causare una perdita di contrasto nelle immagini. La luce interagisce con le molecole e viene da queste deviata. In particolare vengono deviate in maniera maggiore le frequenze elevate (blu) rispetto a quelle basse (rosso).