Rifrazione della luce — Fisica, 14–17 anni
La luce cambia direzione quando entra in un materiale nel quale viaggia a una velocità diversa. Questo spiega gli oggetti che sembrano piegati, le lenti e molti strumenti ottici.
La luce cambia percorso
Quando un raggio entra obliquamente nel vetro o nell’acqua, un lato del fronte d’onda rallenta prima dell’altro. Perciò il raggio gira, come un carrello la cui ruota raggiunge per prima un tappeto spesso. Entrando in un materiale otticamente più denso, di solito si piega verso la normale.
Perché spiegare la deviazione?
Un modello in cui la luce viaggia sempre in linea retta non spiega perché una moneta sembri spostarsi quando si versa acqua in una ciotola, né come una lente formi un’immagine. La rifrazione fornisce il motivo: la luce viaggia a velocità diverse nei materiali diversi. Così la deviazione si può prevedere invece di impararla a memoria.
Un raggio che entra nel vetro
Un raggio passa dall’aria al vetro formando 30° con la normale. Considera l’indice di rifrazione del vetro pari a 1,5 e quello dell’aria pari a 1. La legge di Snell dà 1 × sen 30° = 1,5 × sen r; quindi sen r = 0,5 ÷ 1,5 = 0,333. Perciò r è circa 19,5°, più vicino alla normale.
La trappola degli angoli
Molti misurano l’angolo dalla superficie invece che dalla normale. È un errore comprensibile: la superficie è visibile e facile da indicare, mentre la normale è una linea perpendicolare immaginaria. Nei calcoli della rifrazione, gli angoli incidente e rifratto si misurano dalla normale.
Strumenti ottici
La rifrazione viene usata negli occhiali per deviare la luce in modo che la retina riceva un’immagine nitida. Anche fotocamere, microscopi e binocoli usano vetro o plastica sagomati per piegare i raggi in modo controllato. Materiale e forma vengono scelti per ottenere una certa immagine.
Continua a esplorare
Altre lingue
Caricamento di MyLeoNes™…