Indice di rifrazione vetro
Quanto vale l'indice di rifrazione del vetro?
Quando un'onda elettromagnetica attraversa la superficie di separazione fra due sostanze trasparenti (come ad esempio aria e vetro), il raggio incidente subisce una deviazione rispetto alla sua direzione iniziale: tale fenomeno è noto con il nome di rifrazione.
Per ogni sostanza trasparente, come ad esempio il vetro, possiamo definire un valore dell'indice di rifrazione assoluto calcolabile con la seguente formula:
Nel caso del vetro:
- n = indice di rifrazione del vetro;
- c = velocità della luce nel vuoto; c = 3·108 m/s;
- v = velocità in m/s dell'onda elettromagnetica nel vetro.
L'indice di rifrazione è una grandezza adimensionale (ovvero priva di unità di misura) il cui valore, per qualsiasi mezzo materiale trasparente, è sempre maggiore di 1, infatti c è sempre maggiore di v (nel vuoto la velocità della luce assume il massimo valore).
Ma quanto vale l'indice di rifrazione del vetro?
L'indice di rifrazione del vetro viene assunto pari a 1,5; è importante però notare che l'indice di rifrazione dipende, per sostanze allo stato liquido come l'acqua, dalla lunghezza d'onda dell'onda elettromagnetica incidente e dalla temperatura.
Quindi, considerando le varie lunghezze d'onda delle onde elettromagnetiche che compongono la luce, per ognuna di esse si avrà un indice di rifrazione diverso che può assumere valori compresi tra 1,522 e 1,507:
- per il violetto l'indice di rifrazione del vetro è 1,522
- per il blu l'indice di rifrazione del vetro è 1,516
- per il giallo l'indice di rifrazione del vetro è 1,510
- per il rosso l'indice di rifrazione del vetro è 1,507
Cosa succede quando un'onda elettromagnetica passa dall'aria al vetro?
Passando dall'aria al vetro un'onda elettromagnetica subisce una deviazione rispetto alla sua direzione iniziale: l'angolo rispetto alla normale dell'onda incidente (indicato nella figura seguente con la lettera i) è infatti superiore all'angolo rispetto alla normale dell'onda rifratta (indicato nella figura seguente con la lettera r); in altre parole il raggio incidente "piega" verso la perpendicolare alla superficie nel punto di incidenza.
Poiché l'angolo di incidenza i e quello di rifrazione r sono legati agli indici di rifrazione sia del mezzo da cui proviene la luce sia del mezzo verso cui penetra, allora si spiega che ogni frequenza della luce viene deviata dal vetro secondo un angolo leggermente diverso: il violetto, per il quale l'indice di rifrazione è maggiore, subirà una deviazione maggiore, mentre il rosso, per il quale l'indice di rifrazione è minore, subirà una deviazione minore. Tutto ciò spiega il fenomeno della dispersione della luce:
Dispersione della luce.
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