Programma “Proprietà Ottiche dei Materiali” 2010-2011
Nota: le dispense del corso, utilizzate negli anni scorsi ed a disposizione degli studenti, sono
un’ottima traccia per preparare l’esame. Non possono tuttavia completamente sostituire i libri di
testo consigliati di cui si raccomanda l’utilizzo. Nel seguito è riportato il programma svolto con
l’indicazione delle parti che necessitano di maggiore integrazione rispetto a quanto contenuto nelle
dispense. Nel file “Integrazione appunti” si trovano invece appunti per lo studio di quelle parti che
non sono comprese né nelle dispense né nei libri di testo consigliati.
Programma dell’insegnamento:
1. DUALITÁ ONDA-CORPUSCOLO: CENNI (da integrare su E. Hecht)
2. RAPPRESENTAZIONE MATEMATICA DELLE ONDE
Onde sinusoidali;
Rappresentazione reale e rappresentazione complessa delle onde;
Fase e velocità di fase di un’onda;
Onde scalari e vettoriali;
Onde piane polarizzate.
3. ONDE ELETTROMAGNETICHE
Equazioni di Maxwell per campi elettrici e magnetici statici nel vuoto e nei mezzi dielettrici:
definizione della costante dielettrica dei mezzi dielettrici;
Equazioni di Maxwell per campi elettrici e magnetici variabili nel tempo nel vuoto e nei mezzi
dielettrici: definizione della funzione dielettrici dei mezzi dielettrici;
Equazione delle onde: propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto e nei materiali; (da
integrare con qualsiasi libro di fisica 2 per la soluzione delle equazioni di Maxwell)
Indice di rifrazione complesso e funzione dielettrica complessa;
Dispersione delle onde elettromagnetiche nei materiali;
Attenuazione delle onde elettromagnetiche nei materiali.
4. TRASMISSIONE E RIFLESSIONE
Trasmissione delle onde elettromagnetiche, definizione di coefficiente di assorbimento e legge di
Lambert-Beer, densità ottica;
Riflettività di un’interfaccia ad incidenza normale, riflessioni multiple;
Spettri di trasmittanza, assorbanza e riflettanza ad incidenza normale;
5. EQUAZIONI DI FRESNEL
Rifrazione e riflessione della luce linearmente polarizzata ad incidenza obliqua (polarizzazione p ed
s);
Trasmittività e riflettività di un’interfaccia ad incidenza obliqua;
Legge di Brewster e polarizzazione della luce per riflessione;
Anelli di Newton.
6. ANISOTROPIA OTTICA
Definizione di reticolo di Bravais e classificazione della struttura cristallografica di cristalli;
Tensore dielettrico dei mezzi anisotropi uniassici e biassici;
Propagazione trasversale/longitudinale delle onde elettromagnetiche nei mezzi anisotropi;
Birifrangenza, polarizzatori birifrangenti, prisma di Nicol;
Lamine di ritardo;
Polarizzatori dicroici.
7. TECNICHE SPERIMENTALI (cenni)
Sorgenti luminose, monocromatori, rivelatori;
Spettrofotometro;
Configurazioni sperimentali per misure di trasmittanza, riflettanza, ellissometria.
8. TEORIA MICROSCOPICA
Modelli di Lorentz e di Drude; (da integrare con appunti allegati)
Ottica non lineare: cenni.
9. Fisica dei LASER (Cenni): (da integrare con appunti allegati)
Testi consigliati:
E. Hecht, Optics, Addison-Wesley Publishing Company, 1987
F.W. Sears, Ottica, Ed. CEA
