Ottica geometrica: differenze tra le versioni
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[[File:Optics_from_Roger_Bacon's_De_multiplicatone_specierum.jpg|thumb|upright=1.8|Disegno dal ''De multiplicatione specierum'' di [[Ruggero Bacone]] (XIII secolo), che illustra il fenomeno della rifrazione della luce da parte di un contenitore vitreo e sferico colmo d'acqua.]]
L{{'}}'''ottica geometrica''' è la più antica branca dell'[[ottica]]: essa studia i [[fenomeno|fenomeni]] ottici assumendo che la [[luce]] si propaghi mediante ''[[raggi di luce|raggi]]'' rettilinei. Dal punto di vista dell'ottica ondulatoria essa è valida quando la luce interagisce solo con oggetti di dimensioni molto maggiori della sua [[lunghezza d'onda]].
Con questa condizione, gli unici fenomeni rilevanti sono la propagazione rettilinea, la [[riflessione (fisica)|riflessione]] (speculare o diffusa, quest'ultima detta anche diffusione) e la [[rifrazione]].
== Descrizione ==
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=== Legge della propagazione rettilinea ===
La legge afferma che nel vuoto la luce si propaga lungo linee rette. La prima formulazione di questo principio è dovuta a [[Euclide]] nella sua ''[[Ottica (Euclide)|Ottica]]'', anche se il concetto di [[vuoto (fisica)|vuoto]] associato al [[moto rettilineo]] degli [[Atomo|atomi]] venne introdotto circa due secoli prima da [[Democrito]]. Lo stesso comportamento varrà a posteriori all'interno di qualsiasi mezzo omogeneo.
=== Leggi della riflessione ===
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=== Leggi della rifrazione (Legge di Snell) ===
La ''rifrazione'' è il fenomeno per cui una congruenza ortogonale di raggi che attraversa una superficie di discontinuità (contatto tra due materiali diversi) viene deviata.
Le leggi della rifrazione ([[Legge di Snell]]) affermano che
* Il raggio uscente si trova sul piano definito dal raggio entrante e dalla perpendicolare alla superficie nel punto di contatto.
* Le ampiezze degli angoli formati dai due raggi rispetto alla perpendicolare alla superficie sono collegate dalla relazione:
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Nel caso in cui il raggio provenga dal mezzo con indice di rifrazione maggiore, con un angolo tale che l'angolo uscente dovrebbe essere maggiore di 90 gradi (θ<sub>1</sub>>arcsen(n<sub>2</sub>/n<sub>1</sub>)), il raggio rifratto non è presente e tutta la luce viene riflessa (''riflessione totale''). È tuttavia necessario che l'indice di inclinazione n1 sia maggiore dell'indice di inclinazione n2.
Tutte e tre le leggi dell'Ottica Geometrica sono deducibili dal [[principio di Fermat]], se si assume che l'indice di rifrazione sia inversamente proporzionale alla [[velocità della luce]] nel mezzo considerato.
Gli indici di rifrazione sono definiti dalla legge precedente a meno di una costante moltiplicativa. Essi sono determinati convenzionalmente assumendo uguale a 1 l'indice di rifrazione del vuoto; sapendo che la velocità della luce è massima nel vuoto, ne segue che l'indice di rifrazione di tutte le altre sostanze è maggiore di 1.
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