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Hai mai notato che una cannuccia sembra piegata o rotta quando la guardi attraverso un bicchiere d'acqua? In realtà la cannuccia è perfettamente dritta; l'illusione nasce dalla fisica della rifrazione della luce.
La luce viaggia a velocità diverse nei diversi mezzi. Si muove più velocemente nell'aria, più lentamente nell'acqua e più lentamente nel vetro. Quando la luce incontra un confine tra mezzi di diversa densità, la sua velocità cambia, facendo piegare i raggi luminosi. Questa flessione, o rifrazione, distorce l'immagine che vediamo degli oggetti immersi nell'acqua.
Quando osservi una cannuccia in un bicchiere d'acqua limpida, i raggi luminosi che si riflettono sulla cannuccia passano prima attraverso l'acqua, poi attraverso il vetro, prima di raggiungere i tuoi occhi. The change in speed at each interface bends the rays, making the straw appear displaced, as if it is broken or bent. L'effetto è più forte vicino all'interfaccia acqua-aria.
La rifrazione spiega anche perché la parte sommersa della cannuccia appare ingrandita. La flessione della luce attorno alla cannuccia e la curvatura della superficie del vetro fanno ingrandire l'immagine, in modo simile a come funziona una lente d'ingrandimento.
Molti oggetti di uso quotidiano – matite, righelli, utensili da cucina – appariranno distorti se visti attraverso l’acqua. Anche gli oggetti più grandi, come uno skimmer per piscina, possono essere interessati. Questi esperimenti quotidiani illustrano come la rifrazione altera la nostra percezione.
Per una semplice dimostrazione, riempi un bicchiere d'acqua e posiziona un pezzo di carta con due frecce identiche, una sopra e una sotto la linea di galleggiamento, a circa 4-5 pollici dal bicchiere. Spostare lentamente la carta dal lato destro del vetro. Mentre la luce passa attraverso l'acqua, la freccia posizionata sopra l'acqua sembrerà incrociarsi sul lato sinistro, creando un'immagine invertita. La flessione della luce fa inoltre sembrare la freccia più grande di quanto non sia in realtà. Aumentando la distanza tra la carta e il vetro si riduce la dimensione apparente della freccia. Quando la carta viene tenuta contro il vetro, la freccia potrebbe non invertirsi ma apparire comunque ingrandita e leggermente distorta.
Prova la stessa configurazione con le parole sulla carta per osservare come si invertono a causa della rifrazione.
