Qual è la rifrazione della luce?
La rifrazione della luce è quando l'onda luminosa passa da un mezzo materiale all'altro durante la propagazione, dopo di che c'è un cambiamento immediato nella sua direzione e velocità. È un processo legato al riflesso della luce e può manifestarsi allo stesso tempo.
La luce può propagarsi in mezzi materiali come vuoto, acqua, aria, diamante, vetro, quarzo, glicerina e tutti i tipi di materiali trasparenti o traslucidi. In ogni mezzo, la luce si propaga a una velocità diversa.
Si ha rifrazione della luce quando, ad esempio, passa dall'aria all'acqua, nella quale varia il suo angolo e la velocità di spostamento.
Ad ogni fenomeno di rifrazione della luce partecipano i seguenti elementi:
- fulmine incidente: raggio di luce che raggiunge la superficie tra i due mezzi;
- raggio rifratto: raggio che viene deviato quando l'onda luminosa attraversa la superficie;
- linea normale: linea immaginaria perpendicolare alla superficie, stabilita dal punto in cui i due raggi coincidono;
- angolo di incidenza: angolo che intercorre tra il raggio incidente e la retta normale. Si esprime con il simbolo θ1;
- angolo di rifrazione: è l'angolo che si forma tra il raggio rifratto e la retta normale. Si esprime con il simbolo θ2.
Rifrazione della luce
La velocità della luce in ogni mezzo è data da una grandezza chiamata indice di rifrazione. L'indice di rifrazione di questi mezzi materiali viene determinato calcolando il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità del mezzo in questione. La formula per calcolare l'indice di rifrazione è:
Quando introduciamo un cucchiaino in una tazza di tè, possiamo vedere come se fosse diviso. È un effetto della rifrazione della luce che produce questa illusione ottica.
Lo stesso fenomeno si verifica quando mettiamo una matita o una cannuccia nell'acqua. L'illusione è che questi siano piegati a causa della rifrazione della luce.
Arcobaleno
Un arcobaleno è prodotto dalla rifrazione della luce quando passa attraverso piccole gocce d'acqua sospese nell'atmosfera. La luce, entrando in quest'area, si scompone e genera l'effetto colorato.
Vedi anche: Arcobaleno
Aloni di luce solare
È un fenomeno simile all'arcobaleno e che si verifica in alcune parti del globo o in condizioni atmosferiche molto particolari. Ciò si verifica quando nella troposfera si accumulano particelle di ghiaccio, che rifrangono la luce e la decompongono, il che rende possibile distinguere un anello di colori attorno alla sorgente luminosa.
Luce rifratta in un diamante
I diamanti sono anche in grado di rifrangere la luce, scomponendola in più colori.
Lenti e lenti d'ingrandimento
Sia le lenti di ingrandimento che le lenti che utilizziamo si basano sui principi della rifrazione della luce, poiché devono catturare la luce e deformare l'immagine in modo che possa essere interpretata dall'occhio.
Raggi di sole nel mare
Possiamo vedere la luce del sole cambiare angolo e velocità, e si disperde quando entra nel mare attraverso la superficie.
Luce attraverso una vetrata
La rifrazione della luce avviene anche attraverso vetri o cristalli, che filtrano la luce e la diffondono nell'ambiente.
Riflessione e rifrazione della luce
Riflessione di luce
La riflessione e la rifrazione della luce sono processi correlati, sebbene diversi. Il riflesso della luce consiste nel suo rimbalzare quando colpisce una superficie o un'interfaccia che separa due diversi media. Ad esempio, il riflesso di un paesaggio in un lago o di un viso nello specchio sono fenomeni di riflessione della luce.
Invece, la rifrazione della luce si verifica quando la luce passa attraverso la superficie che separa due mezzi per continuare la sua propagazione. Quando penetra nel secondo mezzo materiale, il raggio di luce cambierà l'angolo e la velocità.
