Caratteristiche della radiazione em. Fenomeni ottici. Strumenti di misura. Laser.I concetti fondamentali alla base del funzionamento di rivelatori di radiazione nucleare. Esempi di alcuni rivelatori.
E. Hecht, Optics, Addison Wesley Editore, San Francisco, 2002.J. R. Meyer-Arendt, Introduction to classical and modern optics, Prentice-Hall International Inc., Englewoods Cliffs, NJ, 1989.F. A. Jenkins, H. E. White, Ottica, Istituto Editoriale Universitario, Milano 1972.H. M. Smith, Principles of Holography, John Wiley & Sons, New York, 1969.
Obiettivi Formativi
Conoscenze: Fenomeni ottici di base. Leggi e proprietà dei sistemi ottici. Inquadramento nell’ambito dell’ottica geometrica. Fenomeni dell’ottica ondulatoria. L’interazione radiazione-materia secondo la fisica moderna. Teoria e tipologia dei laser. Strumentazione per l’analisi della radiazione.Competenze acquisite: Conoscenza dei principi di funzionamento degli strumenti ottici più comunemente usati. Conoscenza delle proprietà delle leggi fondamentali e dei limiti della loro applicabilità.Capacità acquisite al termine del corso: Saper valutare le proprietà di un sistema ottico, da uno spettroscopio, ad una fibra ottica ad un laser. Saper scegliere lo strumento più adatto ai propri fini e conoscere qualità e limiti della misura.
Prerequisiti
Insegnamenti contenenti i prerequisiti (vincolanti e/o consigliati)Corsi vincolanti: Fisica I e Fisica IICorsi raccomandati: Matematica
Metodi Didattici
CFU:3+3Numero di ore relative alle attività in aula: 24+24
Modalità di verifica apprendimento
Orale: domande sulla parte delle lezioni frontali, interpretazione di risultati sperimentale. Esercizi.
Programma del corso
Ottica geometrica, leggi della riflessione e della rifrazione. Principio di Fermat. Lenti: tipologia e proprietà. Approssimazioni lenti sottili e raggi parassiali. Ottica fisica: onde progressive e regressive. Diffrazione ed interferenza. Interazione radiazione materia: coefficienti di Einstein. Principio del laser. Laser a 3 e 4 livelli. Diodi laser. Applicazioni ad interventi sui Beni Culturali.Perdita di energia media per ionizzazione di particelle cariche nella materia. Formula di Bethe-Bloch. Cenni sulla fluttuazione rispetto alla media. Concetto di range e relazioni range-energia. Perdita di energia degli elettroni perradiazione di bremsstrahlung. Interazione di raggi gamma con la materia e loro rivelazione indiretta. Schema generale di funzionamento di un rivelatore di radiazione nucleare:risoluzione in energia ed efficienza di rivelazione. Esempi di rivelatori: contatore proporzionale, rivelatore a scintillazione, rivelatore a semiconduttore.