Onde 10. La rifrazione

10.6 Specchi sferici Specchio sferico concavo Oggetto lontano immagine reale, capovolta e rimpicciolita Oggetto si avvicina immagine reale, capovolta e ingrandita Oggetto più vicino immagine virtuale, dritta e ingrandita Specchio sferico convesso: l’immagine è sempre virtuale e rimpicciolita

10.7 Legge dei punti coniugati Mette in relazione la distanza q dell’immagine dal vertice dello specchio, il raggio di curvatura r (o la distanza focale f = r/2) e la distanza p dell’oggetto dallo specchio Convezioni sui segni oggetto reale p>0 virtuale p<0 immagine reale q>0 virtuale q<0 fuoco concavo f,r>0 convesso f,r<0

10.8 La rifrazione Avviene quando un raggio passa da un mezzo trasparente a un altro Il raggio rifratto può avvicinarsi (es. aria-vetro) o allontanarsi dalla normale (es. acqua-aria) Indice di rifrazione di un mezzo trasparente: rapporto tra velocità c della luce nel vuoto e velocità v nel mezzo Per tutti i mezzi trasparenti, v < c, per cui n > 1

10.8 Le leggi della rifrazione Raggio che passa da un mezzo 1 a un mezzo 2 Il raggio incidente, quello rifratto e la perpendicolare alla superficie di separazione dei due mezzi appartengono allo stesso piano Il rapporto tra i seni dei due angoli, di incidenza e di rifrazione, è costante e uguale al rapporto tra l’indice di rifrazione del secondo mezzo e quello del primo mezzo è detto indice di rifrazione relativo del mezzo 2 rispetto al mezzo 1

10.8 Fenomeni di rifrazione I raggi luminosi che giungono all’occhio di un osservatore passando dall’acqua all’aria vengono deviati Un oggetto che si trova sul fondo di un recipiente pieno d’acqua è visto, da una persona che guarda dall’esterno, in una posizione più alta di quella in cui si trova realmente. Un cucchiaio immerso nell’acqua sembra piegato, perché i punti che si trovano sott’acqua appaiono in una posizione più alta.

10.8 La dispersione della luce Un raggio di luce che incide sulla faccia di un prisma, subisce due rifrazioni (angolo di deviazione) Se su un prisma incide un sottile fascio di luce bianca, il fascio che emerge contiene tutti i colori dell’arcobaleno (dispersione della luce) Infatti, la luce bianca è una mescolanza di diversi colori; il prisma li separa grazie al diverso indice di rifrazione del vetro per ciascun colore L’arcobaleno è un effetto di rifrazione, dispersione e riflessione interna dei raggi solari da parte delle goccioline d’acqua

10.9 La riflessione totale Se la luce passa da mezzo con n maggiore a uno con n minore (es. vetro-aria), aumentando l’angolo di incidenza, si arriva a un valore (angolo limite) per cui il raggio rifratto è radente alla superficie di separazione Se l’angolo di incidenza è maggiore dell’angolo limite, il raggio incidente viene totalmente riflesso (riflessione totale) Applicazioni Periscopio prismi a riflessione totale Fibre ottiche guide di luce (medicina per osservare organi interni, telecomunicazioni)