Il passaggio della luce tra due mezzi diversi è noto come rifrazione. Per essa valgono le leggi che vincolano nello stesso piano i raggi incidenti e rifratti e che legano il seno dell’angolo incidente al seno dell’angola riflesso secondo una costante detto indice di rifrazione. (misurato rispetto al vuoto). Tale indice dipende dalla lunghezza d’onda della luce. Siccome tale legge può essere dedotta oltre che dall’ottica geometrica anche dalle equazioni di maxwell la legge vale per qualunque frequenza e non solo per la rifrazione luce visibile. È possibile studiare le leggi della rifrazione con la teoria di Huygens che ipotizzava solo la natura ondulatoria della luce. In tale teoria sulla base della diversa velocità di propagazione della luce nei vari mezzi è possibile spiegare il rapporto tra gli angoli di incidenza e di rifrazione che nel caso del passaggio tra aria e acqua è circa 1,33 (ad una certa lunghezza d’onda) ovvero il raggio rifratto accosta alla normale. Si può avere evidenza sperimentale introducendo una moneta in un recipiente vuoto e osservando la stessa con un certo angolo, inserendo poi acqua la moneta risulta non visibile allo stesso angolo. È possibile realizzare svariati strumenti ottici utilizzando il fenomeno della rifrazione come ad esempio i prismi per la separazione delle onde luminose.
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