Fisica
La Luce
La luce è un ente fisico con caratteristiche proprie, separate da quelle della sorgente che la emette e dagli oggetti che illumina. La luce può provenire dal Sole, da una lampadina o dalla fiamma prodotta da una combustione e si propaga nello spazio interagendo coi corpi materiali che incontra lungo il suo cammino.
I due fenomeni principali della luce sono la Riflessione e la Rifrazione.
Noi ora studieremo la Rifrazione.
La rifrazione
La rifrazione è la deviazione subita da un'onda che ha luogo quando questa passa da un mezzo a un altro nel quale la sua velocità di propagazione cambia. La rifrazione della luce è l'esempio più comunemente osservato, ma ogni tipo di onda può essere rifratta, per esempio quando le onde sonore passano da un mezzo a un altro o quando le onde dell'acqua si spostano a zone con diversa profondità.
In ottica, la rifrazione avviene quando una onda luminosa passa da un mezzo a un altro avente un indice di rifrazione diverso. Sul bordo dei due mezzi, la velocità di fase dell'onda è modificata, cambia direzione e la sua lunghezza d’onda è aumentata o diminuita e la sua frequenza non rimane costante. Per esempio, i raggi di luce si rifrangono quando entrano o escono dal vetro; la comprensione di questo concetto ha consentito l'invenzione delle lenti e del telescopio a rifrazione.
La rifrazione è responsabile degli arcobaleni e della scomposizione della luce bianca nei colori dell'arcobaleno che avviene quando la luce passa attraverso un prisma. Il vetro ha un alto indice di rifrazione rispetto all'aria e le diverse frequenze della luce viaggiano a velocità diverse (dispersione), causando la rifrazione dei colori a diversi angoli, e quindi la scomposizione. La differenza nella frequenza corrisponde nella diversità della tonalità.
Rifrazione atmosferica
È l’incurvamento che raggi luminosi, radioonde ecc., e anche suoni e onde longitudinali elastiche in genere, subiscono nell’atmosfera terrestre: si tratta di una radiazione continua, dovuta al fatto che l’indice di radiazione atmosferico (per la luce, le radioonde, i suoni ecc.) non è costante, in genere variando, più o meno regolarmente, con l’altezza sul suolo.
Tale fenomeno, cui, per es., è dovuto il ‘miraggio ottico’, ha particolare rilevanza in astronomia, disciplina nella quale la locuzione r. atmosferica ha un significato specifico, indicando, oltre al fenomeno, anche una conseguenza quantitativa del fenomeno medesimo, e precisamente un termine correttivo che va aggiunto alla distanza zenitale osservata di un astro per avere la distanza zenitale effettiva. Precisamente, a causa dell’incurvamento che i raggi luminosi provenienti da un astro subiscono nell’attraversare l’atmosfera terrestre, un osservatore P vede l’astro medesimo, sulla volta celeste, nella posizione apparente S′ anziché nella vera posizione S
Le leggi della rifrazione
Prima: L’onda incidente, l’onda rifratta e la retta normale alla superficie di separazione tra i due mezzi giacciono tutte su uno stesso piano.
Seconda: detta anche legge di Snell, stabilisce la relazione che sussiste tra gli angoli di incidenza e di rifrazione, date le proprietà ottiche dei mezzi considerati: in termini matematici, afferma che il rapporto tra il seno trigonometrico dell’angolo di incidenza e il seno dell’angolo di rifrazione è uguale al rapporto tra l’indice di rifrazione assoluto del secondo mezzo e quello del primo mezzo, due parametri che rendono conto delle proprietà ottiche di ciascuno dei mezzi considerati.