Lezione 1 - 24 Febbraio 2021

- Panoramica sui contenuti del corso

- Organizzazione del corso

- Equazioni di Maxwell; Equazione delle onde; caso unidimensionale: velocità di fase, pulsazione, periodo, frequenza, lunghezza d'onda; Onda piana tridimensionale: fronte d'onda; Onde sferiche; Spettro elettromagnetico; Propagazione in un mezzo

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 1, pagine 2-13

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 1-6

- Mencuccini e Silvestrini: Capitolo IX Onde Elettromagnetiche, IX.1: Considerazioni Introduttive, IX.3: Equazioni delle Onde Elettromagnetiche, IX.4: Onde elettromagnetiche piane, IX.8: Spettro delle onde elettromagnetiche.

Lezione 2 - 1 Marzo 2021

- Equazione delle onde elettromagnetiche; Onda piana tridimensionale: fronte d'onda; Onde sferiche; Spettro elettromagnetico; Propagazione in un mezzo

- Onde elettromagnetiche piane

- Velocità di fase e velocità di gruppo

- Polarizzazione della luce: polarizzazione lineare, circolare, ed ellittica

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 1, pagine 7-15 e cap. 2, pag. 24-31

- Mencuccini e Silvestrini: Capitolo IX Onde Elettromagnetiche, IX.3: Equazioni delle Onde Elettromagnetiche, IX.4: Onde elettromagnetiche piane

Lezione 3 - 3 Marzo 2021

- Polarizzazione della luce: polarizzazione lineare, circolare, ed ellittica

- Vettore di Poytinng

- Interferenza della luce

- Interferometro di Young

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 24-27

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 58-66

Lezione 4 - 8 Marzo 2021

- Interferometro di Young

- Interferometro di Michelson

- Teoria della coerenza parziale

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 66-74

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 32-36

Lezione 5 - 10 Marzo 2021

- Interferometro di Michelson

- Teoria della coerenza parziale

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 66-74

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 32-36

Lezione 6 - 15 Marzo 2021

- Teoria della coerenza parziale

- Interferometro di Michelson

- Visibilità delle frange

- Tempo di coerenza e lunghezza di coerenza

- Risoluzione spettrale di un treno d'onda finita: coerenza e larghezza di riga

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 66-74

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 32-37

Lezione 7 - 17 Marzo 2021

INTRODUZIONE ALLA PRIMA ESPERIENZA

Lezione 8 - 22Marzo 2021

- La polarizzazione della luce: polarizzazione lineare, polarizzazione circolare, luce non-polarizzata

- Rappresentazione mediante vettori di Jones

- Manipolazione della luce: matrice di Jones

Polarizzazione da secondo 23 a 1:30

https://www.youtube.com/watch?v=BycPkRIutqg

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagina 28, pagine 33-38, 38-43

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 68-71, 6-9, 11-13

Lezione 9 - 24 Marzo 2021

- Larghezza spettrale e relazione con il tempo di coerenza (tramite trasformata di Fourier).

- Allargamenti di riga: natural, collision (pressure), Doppler broadening. Spettro in frequenza. Teorema di Wiener-Khintchine .

Riferimenti

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 30-40

- Per Teorema di Wiener-Khintchine

Lezione 10 - 29 Marzo 2021

- Matrici di Jones

- Polaroid

- Lamine di ritardo

- Rotazione di un elemento ottico

- Potere rotatorio

Polarizzazione da secondo 23 a 1:30

https://www.youtube.com/watch?v=BycPkRIutqg

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagina 28, pagine 33-38, 38-43

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 68-71, 6-9, 11-13

Lezione 11 - 31 Marzo 2021

- Matrici di Jones

- Lamine di ritardo

- Rotazione di un elemento ottico

- Potere rotatorio

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagina 28, pagine 33-38, 38-43

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 68-71, 6-9, 11-13

Lezione 12 - 5 Aprile 2021

- Relazioni di Fresnel

- Legge di Snell - Cartesio

- Riflessione totale interna

- Relazioni di Fresnel

- Riflessione totale interna

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagine 38-48

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 11-19

- Mencuccini-Silvestrini: Capitolo IX Onde Elettromagnetiche, IX.6 Onde Elettromagnetiche nei dielettrici

Lezione 13 - 12 Aprile 2021

- Relazioni di Fresnel

- Legge di Snell - Cartesio

- Riflessione totale interna

- Relazioni di Fresnel

- Riflessione totale interna

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagine 38-48

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 11-19

- Mencuccini-Silvestrini: Capitolo IX Onde Elettromagnetiche, IX.6 Onde Elettromagnetiche nei dielettrici

Lezione 14 - 14 Aprile 2021

- Onda evanescente

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 46-50

- Modalità di lavoro dell' interferometro di Fabry e Perot

- Studio delle frange del Fabry-Perot

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 4, pagg. 86-94

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 61-65

Lezione 15 - 19 Aprile 2021

- Potere risolutivo dell'interferometro di Fabry-Perot

- Finesse e sua relazione con la riflettività

- Variazione della funzione di trasmissione del Fabry-Perot in funzione dell'angolo di incidenza

- Potere risolutivo del prisma

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 4, pagg. 86-102

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 61-65

Lezione 16 - 21 Aprile 2021

- Principio di Huygens

- Regimi di diffrazione

- Diffrazione in regime di Fresnel

- Diffrazione in regime di Fraunhofer

- Teorema dell'Integrale di Kirchoff

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 106-114

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 41-43, 53-56

Lezione 17 - 26 Aprile 2021

- Diffrazione

- Diffrazione da singola fenditura

- Diffrazione da fenditura rettangolare

- Diffrazione due fenditure

- Diffrazione da N fenditure: reticolo di diffrazione

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 106-114

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 43-45, 48-53

Lezione 18 - 28 Aprile 2021

- Diffrazione da N fenditure: reticolo di diffrazione

- Diffrazione da un foro circolare

- Principio di Babinet

- Potere risolutivo spaziale di una lente

- INTRODUZIONE SECONDA ESPERIENZA

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 111-112. 117-120, 135-138

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 46-47- Potere risolutivo spettrale del reticolo

Lezione 19 - 3 Maggio 2021

- Descrizione seconda esperienza

- Principio di Babinet

Riferimenti

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3.6, pagine 71-76

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 30-40

Lezione 20 - 5 Maggio 2021

- Il LASER

Coefficienti di Einstein

Inversione di popolazione

Cenni su trattazione con campo ed atomo quantizzati

Sistemi a 3 e 4 livelli

Proprietà spettrali del laser

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 9, pagg. 264-283

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 7 "Fotoni e Materia", pagine 97-103

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 6 "Ottica geometrica e matriciale, pagine 81-93

Lezione 21 - 10 Maggio 2021

- Laser He-Ne

- Larghezza spettrale e relazione con il tempo di coerenza (tramite trasformata di Fourier).

- Allargamenti di riga: natural, collision (pressure), Doppler broadening. Spettro in frequenza. Teorema di Wiener-Khintchine .

- Potere risolutivo spaziale di una lente

Appronfondimento:

- Ottica, Laser e Applicazioni, Liguori Editore, Riccardo Bruzzese, Capitolo IX

Lezione 22 - 12 Maggio 2021

- Esperienza su Fabry-Perot

- Parametri di Stokes

- Sfera di Poincaré

- Matrici di Mueller

Riferimenti:

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 7 "Fotoni e Materia", pagine 97-103

Lezione 23 - 17 Maggio 2021

- Parametri di Stokes; Sfera di Poincaré

- Matrici di Mueller

- Materiali birifrangenti

- Trasformazioni sulla sfera di Poincaré

Riferimenti:

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 7 "Fotoni e Materia", pagine 97-103

- La dispersione della luce

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagine 152-160

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 16-19 e 20-26.

Lezione 24 - 19 Maggio 2021

- Parametri di Stokes; Sfera di Poincaré

- Matrici di Mueller

- Materiali birifrangenti

- Trasformazioni sulla sfera di Poincaré

Riferimenti:

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 7 "Fotoni e Materia", pagine 97-103

- La dispersione della luce

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagine 152-160

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 16-19 e 20-26.

Lezione 25- 24 Maggio 2021

- Propagazione in materiali anisotropi

- Superficie dei k

- Applicazione della birifrangenza: lamine di ritardo e beam-splitter polarizzatori

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagg. 189-198

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 8 "Anisotropia ottica e birifrangenza", pagine 77-80

Altro testo di approfondimento:

- "Ottica, LASER e applicazioni" (Riccardo Bruzzese, Liguori Editore): Capitolo III 108-115, Appendice I su Cenni di ottica non-lineare

LEZIONI DEL 2020

Lezione 1 - 24 Febbraio 2020

- Panoramica sui contenuti del corso

- Organizzazione del corso

- Equazioni di Maxwell; Equazione delle onde; caso unidimensionale: velocità di fase, pulsazione, periodo, frequenza, lunghezza d'onda;

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 1, pagine 2-13

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 1-6

- Mencuccini e Silvestrini: Capitolo IX Onde Elettromagnetiche, IX.1: Considerazioni Introduttive, IX.3: Equazioni delle Onde Elettromagnetiche, IX.4: Onde elettromagnetiche piane, IX.8: Spettro delle onde elettromagnetiche.

Lezione 2 - 2 Marzo 2020

- Equazione delle onde elettromagnetiche

- Onde elettromagnetiche piane

- Velocità di fase e velocità di gruppo

- Polarizzazione della luce: polarizzazione lineare, circolare, ed ellittica

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 1, pagine 7-15 e cap. 2, pag. 24-31

- Mencuccini e Silvestrini: Capitolo IX Onde Elettromagnetiche, IX.3: Equazioni delle Onde Elettromagnetiche, IX.4: Onde elettromagnetiche piane

Lezione 3 - 4 Marzo 2020

- La sicurezza in laboratorio

- Il laboratorio di ottica: strumentazione

Riferimenti:

- Informazioni sulla sicurezza

- Presentazione tenuta a lezione

- La polarizzazione della luce: polarizzazione lineare, polarizzazione circolare, luce non-polarizzata

- Polaroid

- Utilizzo della polarizzazione: schermi LCD e cinema 3D

- Rappresentazione mediante vettori di Jones

- Manipolazione della luce: matrice di Jones

- Polaroid: proiettori

- Lamine birifrangenti: lamina a quarto d'onda, lamina a mezza onda

- Polarizzazione per scattering

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagine 28-38

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 66-71

Lezione 4 - 11 Marzo 2020

- Matrici di Jones

- Polaroid

- Lamine di ritardo

- Rotazione di un elemento ottico

- Potere rotatorio

Polarizzazione da secondo 23 a 1:30

https://www.youtube.com/watch?v=BycPkRIutqg

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagina 28, pagine 33-38, 38-43

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 68-71, 6-9, 11-13

Lezione 5 - 16 Marzo 2020

- Matrici di Jones

- Lamine di ritardo

- Rotazione di un elemento ottico

- Potere rotatorio

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagina 28, pagine 33-38, 38-43

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 68-71, 6-9, 11-13

Lezione 6 - 18 Marzo 2020

- Relazioni di Fresnel

- Legge di Snell - Cartesio

- Riflessione totale interna

- Relazioni di Fresnel

- Riflessione totale interna

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagine 38-48

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 11-19

- Mencuccini-Silvestrini: Capitolo IX Onde Elettromagnetiche, IX.6 Onde Elettromagnetiche nei dielettrici

Lezione 7 - 23 Marzo 2020

- Relazioni di Fresnel

- Vettore di Poynting

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 2, pagine 38-48

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 11-19

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagine 152-160

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 16-19 e 20-26.

Lezione 8- 25 Marzo 2020

- Onda evanescente

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 46-50

- Interferenza della luce

- Interferometro di Young

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 58-66

Lezione 9- 30 Marzo 2020

- Interferenza della luce

- Interferometro di Young

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 58-66

Lezione 10 - 1 Aprile 2020

- Interferometro di Michelson

- Teoria della coerenza parziale

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 66-74

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 32-36

Lezione 11 - 6 Aprile

- Teoria della coerenza parziale

- Interferometro di Michelson

- Visibilità delle frange

- Tempo di coerenza e lunghezza di coerenza

- Risoluzione spettrale di un treno d'onda finita: coerenza e larghezza di riga

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 66-74

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 32-36

Lezione 12 - 8 Aprile

- Teoria della coerenza parziale

- Interferometro di Michelson

- Visibilità delle frange

- Tempo di coerenza e lunghezza di coerenza

- Risoluzione spettrale di un treno d'onda finita: coerenza e larghezza di riga

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3, pagine 66-74

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 32-36

Lezione 13 - 15 Aprile 2020

- Considerazioni sul fenomeno dell'interferenza

- Modalità di lavoro dell' interferometro di Fabry e Perot

- Studio delle frange del Fabry-Perot

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 4, pagg. 86-94

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 61-65

Lezione 14 - 20 Aprile 2020

- Potere risolutivo dell'interferometro di Fabry-Perot

- Finesse e sua relazione con la riflettività

- Variazione della funzione di trasmissione del Fabry-Perot in funzione dell'angolo di incidenza

- Potere risolutivo del prisma

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 4, pagg. 86-102

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 61-65

Lezione 15 - 22 Aprile 2020

- Principio di Huygens

- Regimi di diffrazione

- Diffrazione in regime di Fresnel

- Diffrazione in regime di Fraunhofer

- Teorema dell'Integrale di Kirchoff

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 106-114

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 41-43, 53-56

Lezione 16 - 27 Aprile 2020

- Regimi di diffrazione

- Diffrazione in regime di Fresnel

- Diffrazione in regime di Fraunhofer

- Teorema dell'Integrale di Kirchoff

- Formula integrale di Kirchoff-Fresnel

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 106-114

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 41-43, 53-56

Lezione 17 - 29 Aprile 2020

- Diffrazione

- Diffrazione da singola fenditura

- Diffrazione da fenditura rettangolare

- Diffrazione due fenditure

- Diffrazione da N fenditure: reticolo di diffrazione

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 106-114

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 43-45, 48-53

Lezione 18 - 4 Maggio 2020

- Diffrazione da N fenditure: reticolo di diffrazione

- Diffrazione da un foro circolare

- Principio di Babinet

- Potere risolutivo spaziale di una lente

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 111-112. 117-120, 135-138

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 46-47- Potere risolutivo spettrale del reticolo

Lezione 19 - 6 Maggio 2020

- Principio di Babinet

- Potere risolutivo spaziale di una lente

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 5, pagine 111-112. 117-120, 135-138

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 4 "Diffrazione e interferenza", pagine 46-47- Potere risolutivo spettrale del reticolo

- Angular spectrum representation of optical fields

Riferimenti:

• Principle of Nano-Optics, LUKAS NOVOTNY, BERT HECHT; Cambridge Press pagine 38-41

Lezione 20 -11 Maggio 2020

- Angular spectrum representation of optical fields

- Paraxial approximation of optical fields

- Gaussian beams

Riferimenti:

• Principle of Nano-Optics, LUKAS NOVOTNY, BERT HECHT; Cambridge Press pagine 38-41; pagine 45-49

Lezione 21 -13 Maggio 2020

- Gaussian beams

Riferimenti:

• Principle of Nano-Optics, LUKAS NOVOTNY, BERT HECHT; Cambridge Press pagine 38-41; pagine 45-49

- Descrizione della seconda esperienza

Lezione 22 -18 Maggio 2020

- Larghezza spettrale e relazione con il tempo di coerenza (tramite trasformata di Fourier).

- Allargamenti di riga: natural, collision (pressure), Doppler broadening. Spettro in frequenza. Teorema di Wiener-Khintchine .

- Introduzione al LASER: spettro di un laser

Riferimenti

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 3.6, pagine 71-76

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 30-40

- Per Teorema di Wiener-Khintchine

Lezione 23 -20 Maggio 2020

- Il LASER

Coefficienti di Einstein

Inversione di popolazione

Cenni su trattazione con campo ed atomo quantizzati

Sistemi a 3 e 4 livelli

Laser He-Ne

Proprietà spettrali del laser

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 9, pagg. 264-283

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 7 "Fotoni e Materia", pagine 97-103

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 6 "Ottica geometrica e matriciale, pagine 81-93

Appronfondimento:

- Ottica, Laser e Applicazioni, Liguori Editore, Riccardo Bruzzese, Capitolo IX

Lezione 24 - 21 Maggio 2020

- Parametri di Stokes

- Sfera di Poincaré

- Matrici di Mueller

Riferimenti:

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 7 "Fotoni e Materia", pagine 97-103

Lezione 25 - 25 Maggio 2020

- Parametri di Stokes; Sfera di Poincaré

- Matrici di Mueller

- Materiali birifrangenti

- Trasformazioni sulla sfera di Poincaré

Riferimenti:

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 7 "Fotoni e Materia", pagine 97-103

- La dispersione della luce

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagine 152-160

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 16-19 e 20-26.

Lezione 26 - 27 Maggio 2020

- La dispersione della luce

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagine 152-160

- Appunti Frova-Mataloni, pagine 16-19 e 20-26.

- Propagazione in materiali anisotropi

- Superficie dei k

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagg. 169-175

Lezione 27 - 28 Maggio 2020

- Propagazione in materiali anisotropi

- Superficie dei k

- Applicazione della birifrangenza: lamine di ritardo e beam-splitter polarizzatori

- Attività ottica, potere rotatorio

- Cenni a effetto Faraday

- Cenni a effetto Pockels

- Cenni a Ottica non-lineare

Riferimenti:

- G.R. Fowles, Introduction to Modern Optics, cap. 6, pagg. 189-198

- Appunti Frova-Mataloni, capitolo 8 "Anisotropia ottica e birifrangenza", pagine 77-80

Altro testo di approfondimento:

- "Ottica, LASER e applicazioni" (Riccardo Bruzzese, Liguori Editore): Capitolo III 108-115, Appendice I su Cenni di ottica non-lineare