Il principio fondamentale:Snell's Law
La flessione della luce mentre viaggia da un mezzo a un altro è governata da un principio fondamentale chiamato Snell's Law:
* n1 * sin (θ1) =n2 * sin (θ2)
Dove:
* n1 e n2 sono gli indici di rifrazione del primo e del secondo media, rispettivamente. L'indice di rifrazione è una misura di quanta luce rallenta in un mezzo rispetto a un vuoto.
* θ1 è l'angolo di incidenza (l'angolo che il raggio di luce fa con la normale alla superficie).
* θ2 è l'angolo di rifrazione (l'angolo che il raggio di luce fa con il normale dopo essere entrato nel secondo mezzo).
La spiegazione
1. Velocità della luce: La luce viaggia a velocità diverse in materiali diversi. Viaggia più veloce nel vuoto (circa 300.000 km/s). Quando la luce entra in un mezzo più denso (come acqua o vetro), rallenta.
2. Fronte d'onda: La luce può essere visualizzata come una serie di fronti d'onda. Quando un fronte d'onda colpisce il confine tra due media, una parte del fronte d'onda entra nel nuovo mezzo prima dell'altra parte.
3. Modifica direzione: Poiché la velocità della luce cambia, la parte del fronte d'onda che entra nel nuovo mezzo rallenta prima. Questo fa piegare il fronte d'onda.
Piegandosi verso o lontano dal normale
* da un mezzo meno denso a un mezzo più denso: Quando la luce viaggia da un mezzo meno denso (come l'aria) a un mezzo più denso (come l'acqua), rallenta. Questo fa sì che la luce si pieghi verso il normale.
* da un più denso a un mezzo meno denso: Quando la luce viaggia da un mezzo più denso (come l'acqua) a un mezzo meno denso (come l'aria), accelera. Questo fa sì che la luce si piega via dal normale.
Esempio visivo:
Immagina un'auto che guida su una strada liscia che colpisce improvvisamente una macchia di fango. Le ruote su un lato dell'auto entrano prima nel fango e rallentano, facendo girare leggermente l'auto verso il fango. Allo stesso modo, il fronte d'onda della luce si piega quando si entra in un mezzo diverso.
takeaway chiave
La flessione della luce, nota come rifrazione, è una conseguenza della velocità della luce che cambia mentre viaggia da un mezzo all'altro. Questo cambiamento di velocità provoca la piegatura del fronte d'onda, verso o lontano dal normale, a seconda delle densità relative dei media.
