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Ottica fisica

L'ottica fisica è la branca dell’ottica basata sul riconoscimento che i raggi luminosi non siano in realtà rette geometriche, ma onde. Rispetto all’ottica fisica, quella geometrica rappresenta soltanto un’approssimazione, valida quando la lunghezza d’onda della luce risulta trascurabile rispetto alle dimensioni del sistema fisico in cui viene studiata.

L’ottica fisica fornisce una più dettagliata spiegazione della riflessione e della rifrazione e spiega altri fenomeni, neppure contemplati dall’ottica geometrica, come l’interferenza, la diffrazione e la polarizzazione.

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Dalla teoria di Huygens all’elettromagnetismo

La prima formulazione della teoria ondulatoria della luce si deve a Christiaan Huygens, che sul finire del XVII secolo ipotizzò che i raggi luminosi fossero onde che si propagano in un mezzo elastico chiamato etere. La prima evidenza sperimentale della teoria ondulatoria fu fornita da Thomas Young, che all’inizio del XIX secolo allestì un esperimento – l’esperienza della doppia fenditura – in cui osservò una figura di interferenza generata dalla sovrapposizione di due fasci di luce. In seguito, nel corso del XIX secolo furono numerosi gli scienziati che contribuirono ad ampliare le conoscenze nel campo dell’ottica fisica: tra i più importanti, Joseph Fraunhofer, David Brewster, Armand Fizeau e Jean-Bernard-Léon Foucault. Fraunhofer pose le basi della spettroscopia osservando le righe di assorbimento dello spettro della luce solare e produsse la teoria della diffrazione; Brewster scoprì il fenomeno della polarizzazione per riflessione totale; Fizeau e Foucault misurarono la velocità della luce. Infine, nel 1865, James Clerk Maxwell, nell’ambito della sua teoria dell’elettromagnetismo, riconobbe che le onde di cui la luce è costituita sono di natura elettromagnetica.