- Area di Scienze
- Corso di Laurea Triennale
- Ottica e Optometria [E3002Q]
- Insegnamenti
- A.A. 2019-2020
- 3° anno
- Storia della Fisica Moderna e degli Strumenti Ottici
- Introduzione
Syllabus del corso
Obiettivi
1) conoscenza:
- dei passaggi fondamentali dell’evoluzione storica dell’ottica e dell’optometria
- dei fondamenti dell’ottica fisica a partire da interferenza e diffrazione introdotte nell’Ottocento fino alla teoria dei quanti di inizio Novecento
· degli sviluppi storici della strumentazione in uso in campo optometrico a partire dall’Ottocento
2) competenze
- nell'uso di strumenti avanzati in uso nella pratica ottica, optometrica, oftalica
- nell'uso della statistica per il trattamento di dati
Contenuti sintetici
L’insegnamento ripercorre la storia dell’ottica e i concetti via via introdotti nei secoli, dalle prime lenti ritrovate fino all’invenzione degli occhiali, dalla Rivoluzione Scientifica dei Seicento fino alla teoria dei quanti di inizio Novecento, senza tralasciare l’introduzione di strumenti impiegati nei campi dell’ottica e dell’optometria.
Programma esteso
PARTE 1
Lente di Layard
Storia del vetro
Storia dell’invenzione degli occhiali
Leonardo e le lenti a contatto
Tra Medioevo e Rinascimento: Alhazen, Rucellai, Mauròlico, Della Porta
PARTE 2
Galileo, Keplero, il telescopio: Seicento, il secolo della Rivoluzione Scientifica
Legge della rifrazione: Snell, Cartesio, Fermat
La diffrazione di Grimaldi (precursore della teoria ondulatoria)
La misura della velocità della luce: Roemer
Teorie ondulatoria e corpuscolare: Huygens e Newton
Newton e il telescopio riflettore
PARTE 3
L’ottica dell’Ottocento fino alla teoria dei quanti di inizio Novecento
Polarizzazione, interferenza, diffrazione, scattering della luce
Righe spettrali, radiazione termica, varie sorgenti di luce e loro spettri di emissione
PARTE 4
Strumentazione di uso optometrico/oftalmico
Prerequisiti
Nozioni di matematica acquisite nel primo anno del corso di laurea
Modalità didattica
4 cfu: lezioni frontali con programma suddiviso in 4 parti
2 cfu: laboratorio a frequenza obbligatoria
Materiale didattico
· Appunti forniti dal docente tramite la piattaforma e-learning (capitoli pdf + slides delle lezioni)
· F.W. Sears, Ottica, CEA, capitoli da 7 a 12 inclusi
· Tracce di laboratorio fornite dal docente tramite la piattaforma e-learning
Periodo di erogazione dell'insegnamento
primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L’esame consiste in due prove: (i) scritto, (ii) orale. Durante l'orale sarà anche valutata una relazione scritta dal candidato su un'esperienza svolta in laboratorio.
Durante il semestre, saranno proposti quattro test scritti in itinere (domande a scelta multipla, brevi esercizi, costruzioni grafiche o richieste simili), ognuno su una parte del programma, in date comunicate dal docente a lezione e tramite la piattaforma e-learning.
In alternativa, gli studenti potranno affrontare la prova scritta nel giorno dell’appello ufficiale d’esame. Il test scritto nel giorno dell’appello ufficiale sarà suddiviso in quattro parti affinché chi abbia superato solo una, due oppure tre test parziali in itinere o in appelli precedenti possa limitarsi a svolgere la/e parte/i mancante/i o parti in cui abbia ottenuto esito negativo in prove precedenti.
Per accedere all’orale sarà necessario:
· essere in regola con le ore di frequenza obbligatoria al laboratorio (sono ammesse, al massimo, quattro ore di assenza compresi ingressi posticipati o uscite anticipate); gli studenti che non frequenteranno il minimo di ore di laboratorio non potranno sostenere l’esame, se non frequentando le ore di laboratorio in un anno accademico successivo.
· ottenere la sufficienza negli scritti di tutte le quattro parti del programma (nei compitini in itinere o durante gli scritti degli appelli ufficiali).
La prova orale riguarderà il programma svolto. Durante l'orale sarà anche valutata una relazione scritta presentata dal candidato su un'esperienza svolta in laboratorio.Orario di ricevimento
su appuntamento da concordare via email
Aims
1) Knowledge on:
- the historical evolution of optics and optometry
· the main concepts of physical optics from interference and diffraction to quantum theory
- the historical evolution and modern development of the instrumentation used in optics and optometry
2) skills in:
- the use of advanced tools in use in the optical, optometric and ophthalmic practice
- the use of statistics for data processing
Contents
The course concerns the history of optics and the concepts of physical optics developed in the last centuries, from the first lenses to spectacles, from the optics of the Seventeenth century to quantum optics, including the evolution of the main instrumentation applied in the field of optics and optometry.
Detailed program
PART 1
Lens of Layard
History of glass
Hystory of spectacles
Leonardo and contact lenses
Alhazen, Rucellai, Mauròlico, Della Porta
PART 2
Galileo, Keplero, and the telescope: optics of the Seventeenth century
Refraction of light: Snell, Cartesio, Fermat
Diffraction: Grimaldi
The measure of the velocity of light: Roemer
Huygens e Newton
Newton and his telescope
PART 3
The optics of the Ninenteenth and Twenteenth centuries: from interference and diffraction of quantum optics
Polarization, interference, diffraction, and scattering of light
Light sources, black body
PART 4
Devices and instrumentation for optics, optometry, and ophthalmology
LABORATORY
Laboratory activities on polarization, diffraction, UV-visible spectroscopy, instrumentation for application in optics and optometry (tonometer, ocular aberrometer, fundus camera, endothelial microscopy, etc.).
Prerequisites
Concepts
of mathematics of the first year of the Degree in Optics and optometry
Teaching form
· 4 cfu: lectures
·
2 cfu:
laboratory activity (attendance during laboratory hours is mandatory)
Textbook and teaching resource
- Notes on the e-learning page of the University
- F.W. Sears, Ottica, CEA, chapters 7-12
- Notes on the laboratory activities on the e-learning page of the UniversitySemester
first semester
Assessment method
Written exam and oral exam including a written report concerning one specific laboratory activity.
During
the semester, four written tests (multiple choice questions, brief
exercises, graphic constructions or similar requests) will be proposed,
each one part of the program, on dates communicated by the teacher in
class and through the e-learning platform.
Alternatively, students will be able to take the written exam on the day of the official exam sessions. The
test written on the day of the official appeal will be divided into
four parts so that those who have passed only one, two or three partial
tests in itinere or in previous appeals can limit themselves to play the
part (s) missing. negative result in previous tests.
To access the oral, students will need:
·
Be in compliance with the compulsory attendance hours at the laboratory
(at most, four hours of absence, including late arrivals or early
exits); students who do not attend the minimum of
laboratory hours will not be able to take the exam, if not attending the
laboratory hours in a subsequent academic year.
·
Obtain the sufficiency in the writings of all the four parts of the
program (in ongoing committees or during the writings of official
appeals).
The oral exam will cover the program of the course. During
the oral exam a written report presented by the candidate on an
experience carried out in the laboratory will also be evaluated.
Office hours
by appointment to be agreed via email