la rifrazione della luce - Eventi dell`Università di Parma

LA RIFRAZIONE DELLA LUCE
La luce viaggia a velocità costante nel vuoto (c = 299792 km/s), ma quando entra in un materiale diverso dal vuoto
la sua velocità cambia, e diventa c/n, dove n viene chiamato “indice di rifrazione” del materiale. Anche la lunghezza
d’onda viene modificata di conseguenza, e diventa λ/n, mentre la frequenza (e quindi
l’energia) resta constante. I materiali sono caratterizzati da diversi indici di rifrazione.
Per esempio: aria: 1,0003 (cioè circa come il vuoto); acqua: 1,334; vetro: da 1,5 a 1,9
(a seconda del tipo di vetro) diamante: 2,465 (è uno dei materiale più rifrangenti,
per questo ci appare così “brillante”). La variazione di velocità che la luce subisce
nel passare da un materiale ad un altro comporta una deviazione del raggio, che
cambia quindi direzione. L’ammontare della deviazione del raggio dipende dalla sua
direzione iniziale e dagli indici di rifrazione dei due materiali, secondo la legge di
Snell: n1 senθ1=n2 senθ2. Se n2 > n1 il raggio si piega verso la normale (cioè verso la
linea tratteggiata). In caso contrario si allontana rispetto alla normale.
Dispersione
L’indice di rifrazione dei materiali dipende dalla lunghezza
d’onda della luce. Di conseguenza ogni componente della
luce bianca, attraversando un materiale trasparente, per
esempio il vetro, viene deviata di un angolo diverso, quindi
la luce bianca viene scomposta in tutto il suo spettro. La
formazione dell’arcobaleno è dovuta alla dispersione della luce del sole ad opera di
minuscole goccioline d’acqua che si trovano in sospensione nell’aria, dopo la pioggia
o in prossimità di cascate.
Sparizioni “magiche”
Per effetto della rifrazione, o meglio, della mancata rifrazione, un oggetto può anche sparire dalla nostra vista... Questo
accade quando l’oggetto è immerso in un liquido che ha lo stesso indice di rifrazione del materiale di cui è fatto
l’oggetto (vedi esperimento sulla RIFRAZIONE DELLA LUCE)
Corpi “spezzati”
A causa della rifrazione, un cucchiaino o una cannuccia immersi in parte
nell’acqua di un bicchiere ci sembrano “spezzati” (vedi esperimento
sulla RIFRAZIONE DELLA LUCE). Ma anche chi fa il bagno!
Lenti
La superficie curva di una lente è in grado di deviare la luce in maniera
diversa, a seconda della curvatura: le lenti convesse fanno convergere
la luce in un punto, mentre quelle concave la fanno divergere. Le lenti
servono per ingrandire (o rimpicciolire) gli oggetti o per correggere i
difetti della vista. A seconda del difetto occorrerà la lente giusta. Anche
un semplice bicchiere d’acqua (se di sezione circolare) può agire da lente e distorcere le
immagini se guardate attraverso di esso (vedi l’esperimento sulla RIFRAZIONE DELLA LUCE).