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@ -670,8 +670,6 @@ Maxwell, che impongono condizioni precise sulla continuità |
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delle componenti normali e trasverse del campo elettrico attraverso |
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delle componenti normali e trasverse del campo elettrico attraverso |
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l'interfaccia tra due materiali diversi. |
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l'interfaccia tra due materiali diversi. |
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Consideriamo l'interfaccia tra due materiali con indice di |
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rifrazione $n_1$ e $n_2$. |
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Un'onda elettromagnetica monocromatica piana con vettore d'onda |
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Un'onda elettromagnetica monocromatica piana con vettore d'onda |
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$\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico |
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$\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico |
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\begin{equation} |
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\begin{equation} |
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@ -683,11 +681,27 @@ $\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico |
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\right) |
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\right) |
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\end{equation} |
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\end{equation} |
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$\vec{k} \cdot \vec{r}$ |
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La direzione del vettore $k$ corrisponde a quella di propagazione |
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dell'onda elettromagnetica e il suo modulo, il \emph{numero |
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d'onda}, dipende dall'indice di rifrazione del mezzo attraversato |
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e dalle frequenza della radiazione: |
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\begin{equation} |
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\label{eq:k_vinc} |
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k = \frac{\omega}{c / n} |
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\Rightarrow |
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(\vec{k})_x^2 + (\vec{k})_y^2 + (\vec{k})_z^2 |
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= \frac{n^2 \omega^2}{c^2} |
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\end{equation} |
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Consideriamo ora un'onda elettromagnetica che incide sulla superficie |
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di separazione tra due mezzi, con indici di rifrazione $n_1 > n_2$, |
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con un angolo di incidenza rispetto alla normale alla superficie |
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$\theta_i$. |
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Possiamo descrivere la propagazione attraverso la superficie di |
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separazione usando un sistema di riferimento dove l'asse $z$ è |
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parallela a essa e il vettore d'onda appartiene al piano $xz$. |
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\begin{figure}[ht] |
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\begin{figure}[ht] |
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\centering |
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\centering |
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@ -695,3 +709,38 @@ $\vec{k} \cdot \vec{r}$ |
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\caption{Caption} |
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\caption{Caption} |
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\label{fig:ev_Wave} |
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\label{fig:ev_Wave} |
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\end{figure} |
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\end{figure} |
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I vettori $\vec{k}$ delle onde incidenti, trasmessa e riflessa |
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devono rispettare il vincolo definito dall'equazione \ref{eq:k_vinc}. |
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Questa condizione è rappresentata graficamente nella figura |
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\ref{fig:ev_Wave} dalle due semicirconferenze grigie. |
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Inoltre, per le condizioni di continuità all'interfaccia imposte |
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dalle equazioni di Maxwell, deve conservarsi la componente |
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tangenziale alla superficie di separazione del vettore d'onda, |
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ovvero: |
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\begin{equation} |
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(\vec{k}_i)_z = (\vec{k}_r)_z = (\vec{k}_t)_z |
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\end{equation} |
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Da queste due condizioni segue che la componente $x$ del vettore |
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d'onda trasmesso è data da: |
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\begin{multline} |
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(\vec{k}_t)_x |
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= \sqrt{k_t^2-(\vec{k}_t)_z^2} |
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= \sqrt{k_t^2-(\vec{k}_i)_z^2} |
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= \sqrt{k_t^2-k_i^2 \sin^2(\theta_i)} |
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= \frac{n_1 \omega}{c} \sqrt{ |
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\left(\frac{n_2}{n_1}\right) - \sin^2(\theta_i) |
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}\\ |
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= \frac{n_1 \omega}{c}\sqrt{ |
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\sin^2(\theta_c) - \sin^2(\theta_i) |
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} |
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\end{multline} |
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Per angoli di incidenza maggiori rispetto a quello critico, |
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$\theta_i > \theta_c$, il termine sotto radice diventa negativo. |
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Si ottiene quindi una componente $(\vec{k}_t)_x$ immaginaria pura. |
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