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Rifrazione

Rifrazione: definizione e spiegazione del fenomeno

La rifrazione è quel fenomeno per cui, quando la luce (o in generale 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.

Per ogni sostanza (acqua, aria, vetro, etc.) possiamo definire un indice di rifrazione assoluto n dato dal rapporto tra c (velocità della luce nel vuoto; c = 3·108 m/s) e v (velocità in m/s dell'onda elettromagnetica nel mezzo considerato):

indice di rifrazione

Poichè c > v vale sempre n > 1.

In particolare:

  • n > 1 per sostanze poco dense
  • n >> 1 per sostanze molto dense

Il valore di n dipende dalla lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica incidente, dalla temperatura e per i gas dalla pressione.

Processo di rifrazione

Secondo il fenomeno della rifrazione, quando un raggio di luce passa da un mezzo a indice di rifrazione minore a un mezzo con indice di rifrazione maggiore (per esempio dall'aria al vetro), il raggio rifratto piega verso la perpendicolare alla superficie nel punto di incidenza.

Si ha: i > r

rifrazione

Processo di rifrazione

Se invece il raggio di luce passa da un mezzo a indice di rifrazione maggiore a un mezzo con indice di rifrazione minore (per esempio dal vetro all'aria) si ha i < r. In questi casi esiste inoltre un angolo limite (i0) oltre il quale il raggio viene totalmente riflesso.

Raggio incidente e raggio rifratto hanno la stessa frequenza ma diversi valori di velocità nel mezzo considerato e diversi valori di lunghezza d'onda.

Il fenomeno della rifrazione spiega la formazione dell'arcobaleno.

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