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 da varie sorgenti (Sole, lampadina…) e si propaga nello spazio interagendo con i corpi materiali che incontra lungo il suo cammino. La luce si propaga tramite raggi. Un raggio di luce è un segmento di retta che indica il percorso che segue la luce per andare da un punto ad un altro.
Quando un sistema fisico è in grado di produrre luce è detto SORGENTE PRIMARIA.
Un corpo illuminato in grado di emettere luce nell’ambiente prende il nome di SORGENTE SECONDARIA.
I corpi che si lasciano attraversare dalla luce si dicono CORPI TRASPARENTI.
I corpi che non si lasciano attraversare dalla luce sono detto CORPI OPACHI.
La velocità della luce nel vuoto viene indicata con il simbolo c e vale circa c=2,998x10^8 m/s. Invece quando la luce si diffonde attraverso altri mezzi la velocità assume delle variazioni.
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La riflessione è il fenomeno per cui un'onda, che si propaga lungo l'interfaccia tra differenti mezzi, cambia di direzione a causa di un impatto con un materiale riflettente.
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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.
E' chiamato angolo d'incidenza di un raggio luminoso rispetto ad una superficie l'angolo piano formato dal raggio stesso con la normale alla superficie. (i)
Il raggio trasmesso giace sempre nel piano di incidenza e al variare dell’angolo di incidenza il rapporto fra le distanze dei raggi incidenti e trasmessi resta costante.
L’angolo di rifrazione è l’angolo formato dal raggio trasmesso con la perpendicolare alla superficie di separazione fra i due mezzi. (r)
Possiamo dunque scrivere che sin(i / sin(r = costante e il valore della costante dipende dalle proprietà dei due mezzi in cui la luce si propaga.
Come abbiamo detto, la velocità della luce cambia a seconda del mezzo di propagazione e sappiamo che il rapporto fra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce nel mezzo è costante. Dunque si ha che sin( i / sin( r = v1 / v2.
La velocità della luce tramite un mezzo dipende dalle proprietà dello stesso, la velocità della luce nel vuoto, come già detto, è una costante. Un mezzo trasparente è dunque caratterizzato dal rapporto n=c/v, detto indice di rifrazione.
Le proprietà della rifrazione della luce possono essere riassunte in due leggi:
Prima legge della rifrazione:
Quando un raggio di luce colpisce la superficie di separazione tra due mezzi trasparenti, il raggio trasmesso nel secondo mezzo giace nel piano di incidenza, individuato dal raggio incidente e dalla perpendicolare alla superficie nel punto di incidenza.
Seconda legge della rifrazione, o legge di Snell:
Se un raggio che si propaga in un mezzo con indice di rifrazione n1 colpisce, con un angolo di incidenza i, la superficie che separa il primo da un secondo mezzo, con indice di rifrazione n2, l’angolo di rifrazione r che individua la direzione di propagazione del raggio trasmesso è tale che:
n1 sin(i = n2 sin(r
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LA RIFRAZIONE DELLA LUCE
