Rifrazionedàleggero è il fenomeno che consiste nel cambiamento di velocità di propagazione dell'onda elettromagnetica quando attraversa diversi supporti ottici. Durante rifrazione, la lunghezza di onda di luce cambia, mentre il tuo frequenza resti costante. La rifrazione può o non può essere accompagnata da a modificareadirezione della propagazione della luce.
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Introduzione alla rifrazione della luce
IL rifrazione si verifica quando la luce attraversa l'interfaccia tra due supporti ottici e trasparenti, come aria e acqua. Quando ciò accade, il velocitànelpropagazionedàleggeroi cambiamenti, poiché questa velocità dipende da una caratteristica di ogni mezzo ottico chiamato indicenelrifrazioneassoluto.
L'indice di rifrazione assoluto è a grandezzasenza dimensione, cioè una grandezza che non ha unità di misura, calcolata dal rapporto tra velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce in quel mezzo.
no - indice di rifrazione
ç – velocità della luce nel vuoto (c ≈ 3.0.108 SM)
v - velocità della luce nel mezzo (m/s)
Maggiore è l'indice di rifrazione di un mezzo, minore è la velocità con cui la luceSesi diffonde al suo interno, in altre parole, diciamo che il mezzo è più rifrangente. Poiché non esiste un mezzo ottico in cui la luce viaggia più velocemente che nel vuoto, l'indice di rifrazione assoluto è sempre maggiore o uguale a 1.
Controllare l'indice di rifrazione di alcuni supporti ottici noti nella tabella seguente:
supporto ottico |
Indice di rifrazione |
Aria atmosferica (25°C) |
1,00029 |
Acqua (25°C) |
1,33 |
Alcol etilico |
1,36 |
sale da tavola |
1,54 |
Glicerina |
1,90 |
Acrilico |
1,49 |
Diamante |
2,42 |
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Rifrazione della luce e sue proprietà
IL rifrazionedàleggero si verifica sempre quando il indice di rifrazione relativo tra due mezzi è diversodi 1. La formula per l'indice di rifrazione relativo è mostrata di seguito, nota:
no1,2 – indice di rifrazione relativo dei mezzi 1 e 2;
no1 e non2 – indice di rifrazione rispettivamente del mezzo sorgente di luce e del mezzo di destinazione della luce;
v1 e tu2 – velocità di propagazione della luce nel mezzo in cui la luce emerge e si immerge, rispettivamente.
A differenza dell'indice di rifrazione assoluto, che misura la relazione tra la velocità della luce in quel mezzo e la velocità della luce nel vuoto, il L'indice di rifrazione relativo misura la relazione tra la velocità di propagazione della luce nei due mezzi e, quindi, può assumere valori maggiore o minore di 1.
La variazione della velocità della luce che passa dal mezzo 1 al mezzo 2 può provocare la comparsa di uno spostamento laterale del fascio luminoso. Questo cambiamento avviene se il raggio di luce in questione colpisce perpendicolarmente alla superficie (90º), nella stessa direzione del drittonormale al piano. La retta normale, a sua volta, viene utilizzata come riferimento per le misure del angoli di incidenza e rifrazione, come mostrato nella figura seguente:
θio er – angoli di incidenza e rifrazione
no1 e non2– indice di rifrazione dei mezzi 1 e 2
Un altro fatto importante sulla rifrazione della luce riguarda il dipendenza tra i indice di rifrazione e il frequenza della luce incidente. La variazione della velocità della luce dipende, tra gli altri fattori, dal "colore" della luce: maggiore è la frequenza dell'onda luminosa, minore è l'indice di rifrazione assoluto del mezzo. Ecco perché la luce bianca sparpagliato in più bande colorate quando attraversa un prisma: ciascuna delle sue componenti ha uno specifico indice di rifrazione e questo fa sì che ciascuna di esse subisca uno specifico cambio di direzione. Vuoi capire meglio le diverse frequenze della luce? Accedi al nostro testo: spettro elettromagnetico.
Leggi di rifrazione
Una volta che conosciamo i concetti principali della rifrazione, possiamo capire come il leggi di rifrazione:
→ 1° legge della rifrazione
IL prima legge della rifrazione afferma che il raggi di luceincidente e rifratto, così come la linea normale, sono diritte Complanare, cioè devono essere contenuti nello stesso piano.
→ 2a legge della rifrazione - Legge di Snell-Descartes
IL seconda legge della rifrazione, conosciuto anche come Legge di Snell-Descartes, viene utilizzato per calcolare il Deviazioneangolare subito dal raggio di luce rifratto. Secondo questa legge, il rapporto tra i seni degli angoli di incidenza e di rifrazione è uguale al rapporto tra le velocità della luce rispettivamente nel mezzo incidente e rifratto. La formula per la seconda legge della rifrazione è mostrata di seguito, nota:
Esercizi risolti sulla rifrazione della luce
Domanda 1) Determinare l'indice di rifrazione assoluto di un mezzo ottico in cui la luce si propaga alla velocità di 2,4,108 SM.
Dati: c = 3.0.108 SM
a) 1,75
b) 1.50
c) 1.25
d) 2.50
e) 1.45
Risposta: Lettera C. Per risolvere l'esercizio, utilizziamo la formula dell'indice di rifrazione assoluto:
Domanda 2) Un raggio di luce che proviene da un mezzo in cui la sua velocità di propagazione è 1.5.108 m/s cade sull'interfaccia di un altro mezzo ottico, in cui la luce si propaga ad una velocità di 2.0.108 SM. Calcolare l'indice di rifrazione relativo tra questi supporti ottici.
a) 1.33
b) 1.40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Risposta: Lettera a. Useremo la formula dell'indice di rifrazione relativo:
Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
HELERBROCK, Rafael. "Rifrazione della luce"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
