28/3/2006 - Lezione 21

a.a. 2005/2006
Laurea Specialistica in Fisica
Corso di
Fisica Medica 1
Ottica
28/2/2006
Leggi dell’ottica
1. Il raggio incidente, il
raggio riflesso e il raggio
rifratto giacciono sullo
stesso piano
2. L’angolo di incidenza e
quello di riflessione sono
uguali
3. Tra l’angolo di incidenza e
quello di rifrazione esiste
la relazione
Immagini virtuali
La retina dell’occhio umano intercetta i raggi
luminosi riflessi dall’oggetto che si sta guardando
Tale procedura funzione anche se i raggi di luce
non provengono direttamente dell’oggetto
Stando davanti ad uno specchio piano si vedono
oggetti che ci appaiono dietro allo specchio
Tali oggetti non sono realmente dietro lo specchio
ma ai nostri occhi appaiono come se lo fossero
Le immagini di tali oggetti si dicono virtuali
perché esistono solo nel nostro cervello anche se
noi crediamo esistano nel luogo “di percezione”
Miraggi
Le immagini reali esistono indipendentemente da
noi, quelle virtuali non esistono in nostra assenza
I miraggi sono immagini virtuali che appaiono ai
nostri occhi in posizioni diversi da quelle reali
I miraggi sono
dovuti al
surriscaldamento
termico diurno
per le varizioni
dell’indice di
rifrazione dell’aria
Specchio piano
E’ formato da una superficie riflettente piana
Un osservatore
che guarda un’immagine
riflessa in O
vede tale immagine nel punto I
Visione ridotta
L’immagine di un oggetto esteso ha la stessa
altezza e lo stesso orientamento dell’oggetto
sufficiente solo una piccola
porzione di specchio per vedere l’intera figura
Specchi sferici
Incurvando uno specchio piano
a concavo o convesso il centro di
curvatura si sposta da ∞ a C
L’estensione visiva è ridotta
e l’immagine appare
ingrandita o rimpicciolita
Distanza focale
Si introduce la distanza focale f
con r raggio di curvatura specchio
f=r/2
punto di convergenza dei raggi (o dei loro
prolungamenti) paralleli all’asse ottico
fuoco della lente (specchi ustori di Archimede!)
Punti coniugati
L’immagine I dell’oggetto puntuale O si trova
anch’esso sull’asse ottico e si ha
f
Oggetti non puntiformi
L’immagine può essere ricostruita tracciando
tre rette passanti per F1, per F2 e per il centro
della lente
specchio concavo
specchio convesso
Tipo d’immagine
L’immagine di un oggetto può essere reale,
a seconda che
virtuale o posta all’infinto
l’oggetto rispetto
al fuoco sia posto
prima
dopo
coincidente con esso
Ingrandimento
L’ingrandimento trasversale è definito come
m=-i/p
p
i
valida sia per specchi concavi che convessi
p
i
Immagini da lente concava
L’immagine di un
oggetto per cui p > f
in una lente
convergente è reale,
opposta e capovolta
L’immagine di un
oggetto per cui p < f
in una lente
convergente è
virtuale, dritta e
dalla stessa parte
Immagini da lente convessa
L’immagine di un oggetto di una lente divergente
è sempre reale e diritta
ma rimpicciolita rispetto all’oggetto stesso
Lente d’ingrandimento
L’occhio è in grado di mettere a fuoco l’oggetto
sulla retina con la massima
precisione a circa 25 cm
(punto prossimo Pn)
Se l’oggetto O è prossimo al punto F1 della lente
l’immagine I si
forma in un punto
più lontano di Pn
per cui è a fuoco
m = 25 [cm]
f
Microscopio
Composto da un oculare foc e da un obiettivo fob
s = | F2 – F1’ |
L’immagine I dell’oggetto O si forma vicino al
fuoco F1’ dell’oculare in modo che l’immagine
I’ rispetto all’oculare si formi in un punto più
lontano del punto prossimo e sia ingrandita
Magnificazione
La distanza s tra i
due fuochi F2 e F1’ Si
dice tiraggio
Normalmente s >> fob per cui
2 fob + s ≈ s mentre l’oculare agisce come lente
mob = – i / p ≈ s / fob
e l’ingrandimento è:
moc = 25 [cm]
f
m = mob moc ≈ s 25 [cm]
fob foc
Ingrandimento
Negli strumenti moderni:
s = 16 cm (valore indicativo)
fob = 0.5 cm (qualche millimetro)
foc = 2.5 cm (qualche centimetro)
e quindi con un microscopio ottico si ottiene
quindi un ingrandimento di circa 300 – 400x
I microscopi da dissezione (stereomicroscopi)
devono avere largo campo visivo
grandi distanze di lavoro (fob grande)
ingrandimenti non superano 30 – 40x