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Dispersione della luce

Che cos'è la dispersione della luce?

Il fenomeno della dispersione della luce è la prova che la luce bianca è in realtà somma di più colori, ovvero di più lunghezze d'onda dell'onda elettromagnetica e quindi di più frequenze che il nostro cervello interpreta come colori.

Questo fenomeno agisce quando un fascio di luce bianca incide su un prisma e ne esce scomposto nei colori che compongono la luce bianca.

Se il fascio di colori all'uscita del prisma viene convogliato all'interno di un altro prisma allora si assiste alla ricomposizione dei vari colori nel bianco.

Dispersione e ricomposizione della luce.

Spiegazione del fenomeno della dispersione della luce

Il fenomeno della dispersione della luce è dovuto al fatto che ogni materiale possiede un indice di rifrazione che varia a seconda della frequenza dell'onda che lo incide.

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 e sia del mezzo verso cui penetra, allora si spiega che ogni frequenza viene deviata secondo un angolo leggermente diverso dalle altre.

La legge di Snell o seconda legge della rifrazione è espressa in questi termini:

legge di snell

Nel caso di passaggio ad esempio dall'aria ad un prisma di vetro, n1 = 1 mentre n2 indice di rifrazione del vetro varrà - in base alle frequenze che lo investono - una gamma di valori che vanno da 1,522 a 1,507.

Anche se la variazione dell'indice di rifrazione è minima, ciò spiega perché la frequenza che corrisponde ad esempio al rosso venga rifratta con un angolo diverso rispetto ad esempio a quella del giallo:

indici di rifrazione del vetro

Ricordiamo che l'indice di rifrazione (n) è una grandezza adimensionale che rappresenta il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto c (velocità massima che può assumere) e la velocità v che assume quando si propaga in un mezzo materiale:

n = c / v

Esercizio

Calcolare la velocità di propagazione di due diversi raggi di luce, di colore rosso e violetto, all'interno di un materiale vetroso.

Si sappia che gli indici di rifrazione del rosso e del violetto nel vetro sono rispettivamente nrosso = 1,507 e nvioletto = 1,522.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: velocità della luce nel vetro.

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