Legge di Snell

La legge della rifrazione di Snell è la legge scientifica della rifrazione della luce o di altre onde. In ottica, la legge di Snell riguarda la velocità della luce in diversi mezzi di comunicazione. La legge afferma che quando la luce passa attraverso diversi materiali (per esempio dall'aria al vetro) il rapporto tra i seni dell'angolo di incidenza (in entrata) e l'angolo di rifrazione (in uscita) non cambia:

sin θ 1 sin θ 1 sin θ 2 = v 1 v 2 = n 2 n 1 {\a6}{\a6}}}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6}{\a6} {\displaystyle {\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}}

Con ogni θ \displaystyle \theta } {\displaystyle \theta }come l'angolo misurato dalla normale del confine, v {\displaystyle v} {\displaystyle v}come la velocità della luce nel rispettivo mezzo (le unità SI sono metri al secondo, o m/s). n {\displaystyle n} nè l'indice di rifrazione del mezzo.

L'indice di rifrazione del vuoto è 1 e la velocità della luce nel vuoto è c {\displaystyle c} {\displaystyle c}. Quando un'onda passa il materiale in cui l'indice di rifrazione è n, la velocità dell'onda diventa c n, stile di visualizzazione c {\displaystyle {\frac {c}{n}}}.

La legge di Snell può essere provata dal principio di Fermat. Il principio di Fermat afferma che la luce viaggia lungo il cammino che richiede meno tempo.

Rifrazione della luce all'interfaccia tra due supporti di diversi indici di rifrazione, con n2 > n1Zoom
Rifrazione della luce all'interfaccia tra due supporti di diversi indici di rifrazione, con n2 > n1

Un raggio di luce colpisce un prisma di vetro e si rifrangeZoom
Un raggio di luce colpisce un prisma di vetro e si rifrange

Storia

L'idea ha una lunga storia. Il problema ha avuto l'attenzione di Eroe di Alessandria, Tolomeo, Ibn Sahl e Huygens. Ibn Sahl ha scoperto la legge della rifrazione. In Traité de la Lumiere, 1678, Huygens mostrò come la legge dei peccati di Snell potesse essere spiegata dalla natura ondulatoria della luce o derivata da essa.

Domande e risposte

D: Cos'è la Legge di Snell sulla rifrazione?


R: La Legge di Snell sulla rifrazione è la legge scientifica sulla rifrazione della luce o di altre onde. In ottica, afferma che quando la luce attraversa materiali diversi, il rapporto tra i seni degli angoli di incidenza e di rifrazione non cambia.

D: Come si può dimostrare la Legge di Snell?


R: La Legge di Snell può essere dimostrata dal Principio di Fermat, che afferma che la luce viaggia lungo un percorso che richiede il minor tempo.

D: Che cos'è il Principio di Fermat?


R: Il Principio di Fermat afferma che la luce viaggia lungo un percorso che richiede il minor tempo.

D: Cosa sono n e v nella Legge di Snell?


R: n è l'indice di rifrazione di un mezzo e v è la velocità della luce in quel rispettivo mezzo (misurata in metri al secondo).

D: Cosa rappresenta c nella Legge di Snell?


R: c rappresenta la velocità della luce nel vuoto, che ha un indice di rifrazione pari a 1.

D: Come si calcola la velocità quando un'onda attraversa un materiale con un indice di rifrazione n?


R: La velocità diventa c/n quando un'onda attraversa un materiale con un indice di rifrazione n.

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