RIFRAZIONE E
RIFLESSIONE
TOTALE
Rifrazione
•
La rifrazione è una proprietà di tutte le forme
di energia che si propagano per onde,
compresa la luce.
Le onde della luce viaggiano solitamente in
linea retta, ma, passando da un materiale
trasparente a un altro, vengono rifratte, cioè
deviate.
È un fenomeno dovuto alla diversa velocità
della luce in mezzi diversi: il passaggio da un
mezzo a bassa densità come l'aria a un mezzo
a densità elevata come l'acqua ne riduce la
velocità e ne causa la deviazione (eccetto nel
caso in cui entri perpendicolarmente alla
superficie del mezzo).
La Legge di Snell
• La legge di Snell descrive quanto i raggi sono deviati
quando passano da un mezzo ad un altro. Se il
raggio proviene da una regione con indice di
rifrazione n1 ed entra in un mezzo ad indice n2 gli
angolo di incidenza θ1 e di rifrazione θ2 sono legati
dall'espressione:
Gli Indici di Rifrazione
• elio1,000 036
• aria in condizioni normali 1,000
292 6
• anidride carbonica 1,000 45
• ghiaccio 1,31
• acqua (20 °C) 1,333
• etanolo 1,36
• glicerina 1,472 9
• sale 1,516
• bromo 1,661
• vetro (tipico) da 1,5 a 1,9
• diamante 2,419
• silicio 3,4 fosfuro di
• gallio 3,5
L’esperimento
• L’esperimento consiste nel verificare in maniera scientifica
la legge di Snell attraverso questo strumento antico simile
per funzione all’apparecchio di Muller.
La Rifrazione Sperimentale
…e ora i calcoli
• Sapendo che gli angoli
sono di 48° quello
formato dal raggio e dalla
linea d’orizzonte e di 33°
quello formato dalla
rifrazione del raggio
stesso. Conoscendo
inoltre l’indice di
rifrazione dell’aria
(1.0003) e quello
dell’acqua (1.33) il calcolo
sarà relativamente
semplice.
Sen48°
Sen33°
n1
n2
Riflessione Totale
• La riflessione totale è un fenomeno che avviene nel caso in
cui, considerati due diversi mezzi di propagazione della luce, il
primo mezzo sia più rifrangente del secondo.
Quando la luce passa da un mezzo più denso ad uno meno
denso, all'aumentare dell'angolo di incidenza i, aumenta
anche l'angolo di rifrazione r. Il raggio rifratto si allontanerà
progressivamente dalla normale fino ad arrivare, ad un certo
punto, a formare con essa un angolo di 90°. Da questo punto
in poi avremo solo il fenomeno della riflessione; tutta la luce si
riflette, come se la superficie di separazione dei due mezzi
fosse uno specchio. L'angolo di incidenza a cui corrisponde un
angolo di rifrazione di 90° è chiamato angolo limite l.
Un caso di riflessione totale
Un caso particolare, L’angolo limite