Introduzione

Natura e propagazione della luce: cenni storici dal Seicento fino alla dualità onda-corpuscolo

Fronti d'onda e raggi

Principio di Huygens

Spettro elettromagnetico: cenni

Cenni sulle propietà ottiche dei materiali: indice di rifrazionne e sua dipendenza dalla frequenza della radiazione elettromagnetica

Rappresentazione matematica delle onde

Rappresentazione matematica di un’onda a partire da un impulso iniziale

Onda armonica: definizioni di ampiezza, numero d’onda, lunghezza d’onda, frequenza angolare, periodo temporale, frequenza, fase, velocità di propagazione, dipendenza della velocità di propagazione, del numero d’onda e della lunghezza d’onda dall’indice di rifrazione del mezzo

Fotometria

Flusso raggiante e flusso luminoso

Intensità luminosa di una sorgente

Illuminamento di una superficie

Luminanza di sorgenti estese e legge di Lambert per le superfici diffondenti

Emettenza di sorgenti estese

Riflessione e rifrazione della luce su una superficie piana

Leggi della riflessione della luce e dimostrazione secondo la costruzione di Huygens

Leggi della rifrazione della luce e dimostrazione secondo la costruzione di Huygens

Principio di Fermat

Riflessione di onde sferiche su superfici piane e immagini formate da specchi piani

Rifrazione di onde sferiche su superfici piane, profondità apparente degli oggetti e astigmatismo apparente

Rifrazione atmosferica, miraggio e fata morgana

Lamina a facce piane e parallele: deviazione e spostamento dei raggi

Riflessione totale interna e angolo limite

Prismi a riflessione totale

Prismi: deviazione prismatica e deviazione prismatica minima, indice di rifrazione e angolo di deviazione minima

Condizione affinché la luce emerga da un prisma al variare dell’angolo di incidenza

Potere prismatico e diottria prismatica

Dispersione cromatica della luce per rifrazione: definizioni di potere dispersivo e numero di Abbe

Riflessione e rifrazione della luce su una superficie sferica in approssimazione di Gauss

Riflessione della luce su una superficie sferica

Specchi sferici concavi e convessi, asse ottico principale, punto focale e distanza focale, centro e raggio di curvatura

Metodo di costruzione grafica delle immagini prodotte da specchi

Formazione delle immagini prodotte da specchi sferici: immagini reali/virtuali, ingrandite/ridotte, diritte/capovolte, posizione dell’immagine rispetto allo specchio e all’oggetto

Legge dei punti coniugati per lo specchio sferico e dimostrazione

Legge dell’ingrandimento lineare trasversale per lo specchio sferico e dimostrazione

Ingrandimento lineare longitudinale

Rifrazione della luce su una superficie sferica: diottro sferico

Diottri sferici concavi e convessi, asse ottico principale, punti focali e distanze focali, centro e raggio di curvatura

Metodo di costruzione grafica delle immagini prodotte da diottri

Formazione delle immagini prodotte da diottri sferici: immagini reali/virtuali, ingrandite/ridotte, diritte/capovolte, posizione dell’immagine rispetto al diottro e all’oggetto

Legge dei punti coniugati per il diottro sferico e dimostrazione

Legge dell’ingrandimento lineare trasversale per il diottro sferico e dimostrazione

Lenti ottiche sferiche

Lenti semplici convergenti o divergenti, punti focali e distanze focali, centro ottico, centri di curvatura e raggi di curvatura, piani principali e punti principali e significato dei piani principali

Lenti sottili o spesse: metodo di costruzione grafica delle immagini

Formazione delle immagini prodotte da lenti sottili o spesse: immagini reali/virtuali, ingrandite/ridotte, diritte/capovolte, posizione dell’immagine rispetto alla lente e all’oggetto

Legge dei punti coniugati per le lenti sottili o spesse e dimostrazioni

Forma gaussina e forma newtoniana dell’equazione delle lenti e rappresentazione grafica

Legge dell’ingrandimento lineare trasversale per le lenti sottili o spesse e dimostrazioni

Equazione degli ottici per le lenti sottili o spesse immerse in aria

Generalizzazione dell’equazione degli ottici per lenti non necessariamente immerse in aria

Ingrandimento lineare longitudinale

Potere delle lenti sottili e diottria

Potere delle lenti spesse (nominale, effettivo, frontale)

Vergenza dei raggi e effetto delle lenti: cenni

L'occhio: cenni

Modelli di occhio: cenni

Occhio, difetti visivi e loro correzione: cenni

Caratteristiche delle immagini retiniche: loro dimensioni e angolo sotteso degli oggetti con l’occhio

Definizione di acutezza visiva, frazione di Snellen e calcolo della grandezza degli ottotipi

Lente d’ingrandimento e suo ingrandimento angolare

Lenti composte

Distanza focale e potere dei sistemi composti

Sistema composto da due lenti semplici sottili

Sistema composto da due lenti semplici sottili a contatto tra loro

Microscopio composto: schema ottico e ingrandimento angolare

Telescopio astronomico: schema ottico e ingrandimento angolare

Cannocchiale galileiano: schema ottico e ingrandimento angolare

Diaframma di entrata di sistemi ottici (es. telescopio astronomico)

Pupille di entrata e di uscita di sistemi ottici e condizioni di ingrandimento normale (es. telescopio astronomico)

Diaframma di campo, campo di vista (es. telescopio astronomico)

Profondità di campo

Ingrandimento angolare e dimensione della pupilla di uscita (es. telescopio astronomico)

Rapporto focale, apertura f/, luminosità (es. telescopio astronomico)

Aberrazioni di lenti e specchi

Sviluppo in serie della funzione trigonometrica seno e teoria delle aberrazione monocromatiche al terzo ordine

Introduzione ai coefficienti di Seidel

Aberrazione sferica longitudinale e trasversale, circolo di minima confusione, caustica, diaframmi, fattore di forma, cenno alle lenti asferiche

Coma: fattore di forma, sistemi aplanatici

Astigmatismo dei fasci obliqui

Curvatura di campo

Distorsione

Aberrazione cromatica assiale e laterale

Funzione di aberrazione del fronte d’onda e polinomi di Zernike: cenni