Un fenomeno ottico è il nome generico dato ad un evento osservabile risultante dall'interazione tra luce e materia , o dal comportamento della sola luce. Per luce si intende lo spettro elettromagnetico nel dominio ottico, cioè compreso tra 0,1 µm e 1000 µm . Possono essere effetti molto generali e fondamentali, come la diffrazione o la rifrazione , oppure possono essere il risultato di diversi effetti ottici combinati.
Fenomeni atmosferici, gli effetti ottici più visibili e conosciuti sono legati all'interazione della luce del sole o della luna con l' atmosfera , le nuvole , l' acqua o la polvere in esse sospese. Questi fenomeni sono chiamati fotometeori . Ce ne sono altri, legati all'interazione delle particelle cariche con l'atmosfera.
Gli altri fenomeni sono aspetti o effetti della più generale interazione della luce con la materia, a livello micro o macroscopico, dell'emissione o dell'assorbimento della luce. Quando la luce è di intensità particolarmente elevata, i fenomeni perdono il loro carattere lineare e si ottengono fenomeni ottici non lineari.
Quando gli effetti ottici non sono il risultato dell'interazione della luce con la materia ma un effetto neurologico dell'analisi dell'immagine da parte dell'occhio, come le illusioni ottiche , o la cui sorgente è nell'occhio stesso, allora si parla di fenomeno entottico .
Le fotometeore riuniscono tutti i fenomeni osservati nell'atmosfera (meteore), che sono la manifestazione di un fenomeno ottico.
Le aurore sono il risultato di particelle cariche che interagiscono con la magnetosfera di un pianeta. Sono quindi elettrometeore, per la loro origine, ma il fenomeno coinvolto è un fenomeno ottico di emissione di luce.
Troviamo aloni e archi, fenomeni che circondano le stelle visibili nel cielo, come il Sole o la Luna, o semplicemente che appaiono nel cielo:
Il colore del cielo è un fenomeno ottico in sé: variabile a seconda delle condizioni meteorologiche, della composizione dell'atmosfera e dell'ora del giorno, è anche fortemente dipendente dalla presenza delle nuvole.
Gli effetti della rifrazione nell'atmosfera possono derivare dalla semplice rifrazione dei raggi provenienti dal Sole ad effetti più complessi quando gli strati dell'atmosfera vedono il loro indice variare significativamente a causa della pressione , della temperatura , ecc.
Le interazioni molto generali conosciute da più tempo in ottica sono:
La diffrazione è un fenomeno che agisce su qualsiasi particella, e quindi ha un effetto significativo nell'ottica.
Le interferenze , come la diffrazione, se non sono limitate ad una prospettiva, sono un fenomeno importante dell'ottica. Sono noti alcuni fenomeni legati all'interferenza:
L'anisotropia dei media può creare diversi fenomeni ottici:
I tipi di scattering possono essere suddivisi in scattering elastici e scattering anelastici di radiazione , oppure possono essere suddivisi in base agli elementi coinvolti.Gli scattering che coinvolgono un'onda elettromagnetica e la materia sono i seguenti:
I fenomeni di luminescenza sono generalmente suddivisi in:
Fenomeno chirale ottico:
Quando l'onda elettromagnetica coinvolta ha un campo elettrico dell'ordine di 1 × 10 4 V cm −1 o più, si verificano effetti non lineari durante le interazioni luce-materia:
I fenomeni entopici derivano dalla struttura dell'occhio :
Gemme, cristalli e pietre sono suscettibili, a causa della loro cristallografia o delle loro inclusioni e della loro struttura, di rivelare fenomeni ottici; avvengono diffrazione, diffusione o cambiamento di colore, conferendo aspetti molto particolari ai minerali, di cui di seguito si raccolgono alcuni nomi:
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