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fisica:strumenti:banco_ottico

LAB2GO Scienza

Banco ottico

Descrizione

Un banco ottico, come dice il nome stesso, è un dispositivo che permette di verificare o applicare determinate leggi di ottica, in particolare di ottica geometrica, utilizzando quelli che sono gli strumenti standard della didattica dell'ottica: lenti, specchi, sorgenti, fenditure, etc. I principi dell’ottica geometrica si applicano solo ai fenomeni fisici per i quali gli aspetti ondulatori della luce sono trascurabili e ciò avviene quando le dimensioni degli oggetti coinvolti nell’esperimento sono molto maggiori della lunghezza d’onda della luce. La riflessione, la legge di Snell, la rifrazione e le proprietà focali delle lenti sono alcuni esempi di leggi fisiche che possono essere facilmente comprese con esperimenti di ottica geometrica.

Il vantaggio nell'usare un banco ottico, piuttosto che più semplicemente una lente od uno specchio, consiste nel fatto che non si è vincolati ad alcuno schema preordinato da studiare ma, piuttosto, è possibile crearne uno o più personalizzati.

Un esempio è il banco ottico magnetico, che consente lo studio dei fenomeni fisici della riflessione e della rifrazione. Esso è costituito da:

1. una sorgente puntiforme di 5 raggi paralleli, costituita da un laser multiplo.

2. disco di Hartl.

3. lenti, specchi e prismi

4. pannelli bianchi raffiguranti schemi geometrici (sui quali si basano le esperienze) Lo strumento risulta particolarmente versatile grazie al fatto che gli elementi che lo compongono, sono magnetici e dunque possono essere applicati su qualunque superficie metallica permettendone un semplice utilizzo.

DISCO DI HARTL

Il disco di Hartl è un disco goniometrico che consente la misura degli angoli di incidenza, riflessione e rifrazione della luce in interazione con superfici (lenti, specchi e prismi). Esso permette la verifica quantitativa delle leggi dell’ottica geometrica.

LE LENTI

Le lenti lasciano passare la luce e sono di due tipi:

- convesse (convergenti): ricevono i raggi paralleli e li fanno convergere in un punto detto fuoco

- concave (divergenti): disperdono i raggi paralleli facendoli allontanare.

Gli SPECCHI

Gli specchi riflettono tutta la luce e la loro caratteristica principale è il fuoco, ossia il punto in cui convergono oppure sembrano provenire, a seconda della tipologia di lente, i raggi riflessi. La “distanza focale” è la distanza tra lo specchio ed il fuoco. Gli specchi sono di tre tipologie:

1. concavi: nei quali il fuoco, definito come il punto in cui converge un fascio parallelo di raggi riflessi, è situato davanti allo specchio.

2. convessi: nei quali i raggi paralleli divergono dopo la riflessione. Per questo tipo di specchi il fuoco, definito come il luogo geometrico da cui sembrano provenire i raggi riflessi, è situato dietro lo specchio.

3. piani: per i quali raggi paralleli incidenti, rimangono paralleli dopo la riflessione dalla superficie dello specchio.

ANOMALIE OTTICHE

Grazie a questo strumento è possibile osservare i problemi legati alla vista e le relative correzioni apportate dalle cosiddette “lenti correttive”. Si definiscono tre tipi di condizioni visive:

1. Emmetropia: condizione visiva ideale.

2. Ipermetropia: i raggi luminosi vengono focalizzati al di là della retina.

L’ipermetropia si corregge con l’uso di lenti convergenti.

3. Miopia: i raggi luminosi vengono focalizzati davanti la retina.

La miopia si corregge con l’uso di lenti divergenti.

Esperienze possibili
Diffrazione Determinare la lunghezza d'onda di un fascio di luce
Legge di Snell Diffrazione e indice di rifrazione
Esperimento di Young Determinare la lunghezza d'onda di un fascio di luce monocromatica (laser) mediante l'esperimento della doppia fenditura di Young

Sitografia

Link
Banco ottico Descrizione del banco ottico da Wikipedia
Esperimento della doppia fenditura Esperimento della doppia fenditura condotto da Young


fisica/strumenti/banco_ottico.txt · Ultima modifica: 2020/11/18 13:05 (modifica esterna)