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La riflessione totale della luce
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La riflessione totale
Il fenomeno del miraggio
Anna Ardolino
Caterina Rispoli
IVA
Che cos'è
la riflessione della luce?
Immaginiamo che un raggio di luce incide in un punto I di uno specchio e viene riflesso. Chiamiamo normale la retta perpendicolare allo specchio passante per il punto I. L'angolo formato tra il raggio incidente e la normale lo chiamiamo angolo di incidenza e l'angolo formato tra il raggio riflesso e la normale lo chiamiamo angolo di riflessione.
Che cos'è
la riflessione della luce?
Le leggi della riflessione
Le leggi della riflessione sono due:
1 legge: il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale nel punto di incidenza sono situati nello stesso piano chiamato piano di incidenza.
2 legge: l’angolo di riflessione è uguale all’angolo di incidenza.
Le leggi
della riflessione
L'angolo limite
Immaginiamo che un raggio di luce incide e viene rifratto su una superficie di separazione tra due mezzi trasparenti, come ad esempio l'aria e l'acqua. Possiamo immaginare di aumentare il raggio incidente fin quando l'angolo di rifrazione assume il valore di 90 gradi. L'angolo di incidenza grazie al quale l'angolo di rifrazione è di 90 gradi viene chiamato angolo limite.
L'angolo limite
La rifrazione
Parlando di angolo limite abbiamo citato la rifrazione. Questo fenomeno si osserva quando un raggio di luce attraversa la superficie di separazione tra due materiali trasparenti con indici di rifrazione diversi.
La
rifrazione
Le leggi della rifrazione
Le leggi
della
rifrazione
Anche la rifrazione così come la riflessione ha due leggi fondamentali:
1 legge: il raggio incidente, la perpendicolare alla superficie rifrangente nel punto di incidenza e il raggio rifratto appartengono allo stesso piano.
2 legge: il rapporto tra il seno dell’angolo di incidenza e il seno dell’angolo di rifrazione è costante ed è uguale al rapporto tra l’indice di rifrazione del secondo mezzo e quello del primo mezzo
IMP: L’indice di rifrazione è uguale al rapporto tra la velocità della luce nel vuoto (300000 km/s) e la velocità della luce nel mezzo considerato.
La riflessione totale
Se l’angolo di incidenza è maggiore dell’angolo limite non avremo più il fenomeno della rifrazione. Il raggio di luce non attraverserà la superficie che delimita il mezzo da cui proviene ma si rifletterà su di essa. Questo fenomeno è chiamato riflessione totale.
La
riflessione totale
Il miraggio
Un esempio di riflessione totale è il miraggio. Quando fa caldo gli strati d'aria più vicini al suolo si rarefanno e diventano meno densi rispetto agli strati superiori. Così i raggi di luce che provengono dall'alto con un angolo di incidenza maggiore dell'angolo limite si riflettono e tornano verso l'alto. La strada sembra così coperta da un velo d'acqua in cui si specchiano nel cielo gli oggetti lontani.
Il
miraggio
Problema
Un raggio di luce penetra nell'aria da uno strato più denso ad uno strato meno denso con un certo angolo di incidenza alfa.
• Calcola l'angolo limite quando l'indice di rifrazione dello strato di aria più denso è 1,0005 e l’indice di rifrazione dello strato meno denso è 1,0002
• In questo caso particolare si forma un miraggio, ma quale deve essere l'ampiezza dell'angolo di incidenza per fare in modo che accada ciò?
Problema
Soluzione
DATI
n1= 1,0005
n2= 1,0002
a(AL)= ?
SOLUZIONE
• Calcola l’ampiezza dell’angolo limite usando la formula:
sen a(AL)= n2/n1
sen a(AL)= 1,0002/1,0005= 0,9997
a(AL)= arcsen a(AL)= 88.59°
• Per fare in modo che si verifichi il fenomeno del miraggio occorre che l'ampiezza dell'angolo di incidenza sia maggiore dell'ampiezza dell'angolo limite.
ATT. AL=angolo limite; a=alfa
BIBLIOGRAFIA
• 2 Il nuovo amaldi per i licei scientifici.blu onde, campo elettrico e magnetico 2 edizione
• 2 Il nuovo amaldi per i licei scientifici.blu onde, campo elettrico e magnetico 3 edizione