Specchi di Fresnel e Fenditure

danyper
di danyper
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Appunto di fisica che spiega due metodi semplici per generare sorgenti coerenti di onde luminose sfruttando una sola sorgente iniziale.

Concetti Chiave

  • I due specchi Fresnel, L1 e L2, creano immagini virtuali di una sorgente puntiforme S, generando sorgenti coerenti S1 e S2.
  • La luce riflessa da ciascuno specchio appare come proveniente da sorgenti virtuali, mantenendo le stesse caratteristiche della sorgente originale.
  • Le sorgenti coerenti sono ottenute tramite un artificio che sfrutta riflessioni consecutive su specchi disposti con un angolo inferiore a 180°.
  • Le fenditure su uno schermo opaco M generano sorgenti coerenti, grazie alla posizione equidistante dalla sorgente S e al principio di Huyghens-Fresnel.
  • Le fenditure agiscono come sorgenti puntiformi coerenti, emettendo onde con caratteristiche identiche provenienti dalla stessa sorgente S.

Specchi di Fresnel e Fenditure

Consideriamo una sorgente puntiforme

[math]S[/math]
e due specchi
[math]L_1[/math]
ed
[math]L_2[/math]
disposti in modo consecutivo e formanti un angolo di poco inferiore a 180°, come nella figura sottostante:
Specchi di Fresnel e Fenditure articolo
Ciascuno dei due specchi fornisce un’immagine virtuale della sorgente
[math]S[/math]
, per cui la luce riflessa dal primo specchio
[math]L_1[/math]
è come se provenisse dalla sorgente virtuale
[math]S_1[/math]
, mentre la luce riflessa dal secondo specchio
[math]L_2[/math]
è come se provenisse dalla sorgente virtuale
[math]S_2[/math]
. Osserviamo che le onde luminose riflesse dai due specchi sono state originariamente emesse dalla stessa sorgente S, questo significa che hanno le stesse caratteristiche, dunque sono due sorgenti coerenti. Si tratta in pratica di un puro artificio per generare due sorgenti coerenti partendo da una sola.
Fenditure
Esaminiamo un altro modo per generare sorgenti coerenti.
Questa volta la sorgente
[math]S[/math]
è posta davanti ad un schermo opaco
[math]M[/math]
, nel quale siano praticate due fenditure
[math]F[/math]
, come in figura:
Specchi di Fresnel e Fenditure articolo
Sia S una sorgente puntiforme e le due fenditure sono equidistanti da S, in questo modo esse si trovano sulla stessa superficie d'onda e quindi in virtù del principio di Huyghens-Fresnel possono essere considerate a loro volta due sorgenti puntiformi e coerenti perchè emettono onde con caratteristiche uguali tra loro, in quanto provenienti dalla stessa sorgente S.

Domande da interrogazione

  1. Come si generano sorgenti coerenti utilizzando gli specchi di Fresnel?

    2. Gli specchi di Fresnel generano sorgenti coerenti riflettendo la luce da una sorgente puntiforme [math]S[/math] su due specchi [math]L_1[/math] e [math]L_2[/math] disposti ad angolo. Le immagini virtuali create, [math]S_1[/math] e [math]S_2[/math], agiscono come sorgenti coerenti poiché la luce riflessa ha le stesse caratteristiche, essendo originata dalla stessa sorgente [math]S[/math].

  2. Qual è il principio fisico che permette alle fenditure di agire come sorgenti coerenti?

    3. Il principio di Huyghens-Fresnel consente alle fenditure di agire come sorgenti coerenti. Quando la sorgente [math]S[/math] è equidistante dalle fenditure, queste si trovano sulla stessa superficie d'onda, permettendo loro di emettere onde con caratteristiche uguali, essendo derivate dalla stessa sorgente [math]S[/math].

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