Rifrazione
La rifrazione è il cambiamento di direzione di un'onda, causato dal cambiamento di velocità dell'onda. Esempi di onde sonore e luminose. La rifrazione si osserva più spesso quando un'onda passa da un mezzo trasparente ad un altro mezzo trasparente. Diversi tipi di mezzo includono l'aria e l'acqua.
Quando un'onda passa da un mezzo trasparente ad un altro mezzo trasparente, l'onda cambia la sua velocità e la sua direzione. Per esempio, quando un'onda leggera viaggia attraverso l'aria e poi passa nell'acqua, l'onda rallenta e cambia direzione.
Quando la luce entra in un mezzo più denso, il raggio luminoso si "piega" verso il normale. Quando torna nel mezzo meno denso (con un indice di rifrazione più basso), si piegherà all'indietro attraverso lo stesso angolo di quando è entrato (se la superficie in uscita è parallela alla superficie in entrata).
Un esempio di come funziona la rifrazione è quello di mettere una cannuccia in una tazza d'acqua, con una parte della cannuccia nell'acqua. Osservando una certa angolazione, la cannuccia sembra piegarsi sulla superficie dell'acqua. Ciò è dovuto al cambiamento di densità del mezzo e quindi alla piegatura dei raggi luminosi che si spostano dall'aria all'acqua.
Un modo buono e semplice per capire come funziona la luce è pensarla come una macchina. Quando l'auto colpisce la superficie di ghiaia (questo è il mezzo) in un angolo, il pneumatico che la colpisce per primo rallenterà, facendola girare in quella direzione. Pertanto, se la luce colpisce un mezzo sulla destra che ha un indice di rifrazione maggiore, si piegherà a destra. La quantità di flessione è data dalla legge di Snell. Le lenti funzionano per rifrazione.
Quando la luce si rifrange in un prisma, si scompone in colori dell'arcobaleno perché alcune lunghezze d'onda si piegano più di altre.
In ottica l'indice di rifrazione o indice di rifrazione n di una sostanza è un numero adimensionale che descrive come la luce, o altra radiazione, passa attraverso quel mezzo. Esso è definito come
n = c v , {\an8}{\an8}displaystyle n={\an8}frac{\an8}mathrm{\an8} }{v}},} 
dove c è la velocità della luce nel vuoto e v è la velocità di fase della luce nel mezzo. La legge di Snell usa indici di rifrazione per calcolare la quantità di rifrazione.
Diagramma di rifrazione
Quando si osserva ad una certa angolazione, la cannuccia sembra piegarsi, a causa della rifrazione della luce mentre si muove nell'aria
Un raggio di luce che viene rifratto in un blocco di plastica.
Domande e risposte
D: Che cos'è la rifrazione?
R: La rifrazione è il cambiamento di direzione di un'onda, causato dalla variazione della velocità dell'onda. Esempi di onde sono le onde sonore e le onde luminose. La rifrazione si osserva più spesso quando un'onda passa da un mezzo trasparente a un altro mezzo trasparente.
D: Come funziona la rifrazione?
R: Quando un'onda passa da un mezzo trasparente a un altro mezzo trasparente, l'onda cambia la sua velocità e la sua direzione. Ad esempio, quando un'onda luminosa attraversa l'aria e poi passa nell'acqua, l'onda rallenta e cambia direzione. In questa proprietà, quando la luce viene trasmessa attraverso un mezzo, avviene la polarizzazione degli elettroni, che a sua volta riduce la velocità della luce, cambiando così la direzione della luce. Quando la luce entra in un mezzo più denso, il raggio luminoso si 'piega' verso il normale. Quando torna nel mezzo meno denso (con un indice di rifrazione inferiore), si piegherà di nuovo con lo stesso angolo di quando è entrata (se la superficie in uscita è parallela a quella in entrata).
D: Quali sono alcuni esempi di come funziona la rifrazione?
R: Un esempio di come funziona la rifrazione è il posizionamento di una cannuccia in una tazza d'acqua, con una parte della cannuccia nell'acqua. Quando si guarda ad una certa angolazione, la cannuccia sembra piegarsi sulla superficie dell'acqua, a causa della variazione di densità tra l'aria e l'acqua, che provoca la flessione dei raggi luminosi quando si spostano da un mezzo all'altro. Un altro esempio è rappresentato dalle lenti che lavorano per rifrazione; quando la luce si rifrange in un prisma, si divide in colori perché alcune lunghezze d'onda si piegano più di altre a causa delle diverse densità tra i mezzi che causano quantità diverse di piegatura per ciascuna lunghezza d'onda.
D: Che cos'è un indice ottico o indice di rifrazione?
R: In ottica, l'indice ottico o indice di rifrazione n descrive come le radiazioni, come la luce, si muovono attraverso quella particolare sostanza o materiale. Può essere definito come n = c/v dove c rappresenta la velocità se la luce è nel vuoto e v rappresenta la velocità di fase se la luce è all'interno di quel particolare materiale o sostanza.
D:Quale legge utilizza gli indici ottici?
R:La legge di Snell utilizza gli indici ottici o gli indici per calcolare la quantità di effrazione.
