Legge di Snell
Cosa afferma la legge di Snell?
Vuoi sapere cosa afferma la legge di Snell?
Vuoi sapere come e quando la legge di Snell deve essere applicata?
Se si, continua con la lettura dell'articolo, perché non solo ti diremo cosa afferma la legge di Snell ma, tramite un semplice esempio, ti faremo vedere come applicarla.
In questa sezione del sito approfondiremo pertanto la legge di Snell, una delle due leggi che governano la rifrazione.
Secondo il processo della rifrazione, quando un'onda elettromagnetica attraversa la superficie di separazione fra due sostanze trasparenti (come ad esempio aria e acqua), il raggio incidente subisce una deviazione rispetto alla sua direzione iniziale.
Ad esempio, quando l'onda elettromagnetica passa da un mezzo a indice di rifrazione minore a un mezzo con indice di rifrazione maggiore (per esempio dall'aria al vetro), l'angolo rispetto alla normale dell'onda incidente (indicato nella figura seguente con la lettera i) è superiore all'angolo rispetto alla normale dell'onda rifratta (indicato nella figura seguente con la lettera r).
In altre parole il raggio incidente "piega" verso la perpendicolare alla superficie nel punto di incidenza. Pertanto i > r.
Processo di rifrazione.
Se invece l'onda elettromagnetica passa da un mezzo a indice di rifrazione maggiore a un mezzo con indice di rifrazione minore (come per esempio per esempio dall'acqua all'aria) si ha i < r.
Fatta questa breve ma indispensabile premessa vediamo cosa afferma la legge di Snell.
Definizione della legge di Snell
La legge di Snell afferma che: quando un raggio passa da un mezzo trasparente con indice di rifrazione n1 a un secondo mezzo, anch'esso trasparente, con indice di rifrazione n2, il rapporto tra il seno dell'angolo dell'onda incidente (indicato nella figura precedente con la lettera i) e il seno dell'angolo dell'onda rifratta (indicato nella figura precedente con la lettera r) è costante ed è uguale al rapporto tra l'indice di rifrazione del secondo mezzo e quello del primo mezzo.
Formula della legge di Snell
La formula della legge di Snell è pertanto la seguente:
La legge di Snell implica pertanto che, se cambia l'angolo di incidenza (i) cambia anche l'angolo di rifrazione (r) in modo tale che il rapporto tra i seni dei due angoli sia un valore costante e uguale al rapporto tra l'indice di rifrazione del secondo mezzo e quello del primo mezzo.
Il rapporto n2/n1 presente nella formula di Snell è detto indice di rifrazione relativo del mezzo 2 rispetto al mezzo 1. Se tale valore è maggiore di 1 (n2/n1 > 1) si dice che il mezzo 2 è più rifrangente (oppure otticamente più attivo) del mezzo 1.
Esercizio
Un raggio di luce incide sulla superficie di separazione aria-diamante con un angolo di incidenza di 45°.
Sapendo che l'indice di rifrazione n1 per l'aria è 1 mentre il valore n2 per il diamante è 2,42, si determini il valore dell'angolo di rifrazione.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sulla legge di Snell.
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