Differenza chiave – Angolo di incidenza e angolo di rifrazione
La differenza fondamentale tra l'angolo di incidenza e l'angolo di rifrazione è l'ordine sequenziale dei due angoli, creato su un'interfaccia multimediale da un'onda.
La rifrazione è una proprietà delle onde. Un'onda può avere velocità diverse per mezzi diversi. Il cambiamento di velocità al confine di un mezzo provoca la rifrazione di un'onda. Questo articolo è particolarmente focalizzato sui raggi di luce, per semplicità.
Definizione dell'angolo di incidenza e dell'angolo di rifrazione
L'angolo di incidenza è l'angolo tra la normale all'interfaccia e il raggio incidente.
L'angolo di rifrazione è definito come l'angolo tra la normale all'interfaccia e il raggio rifratto. Gli angoli possono essere misurati da qualsiasi unità, ma qui vengono utilizzati i gradi. Diamo prima un'occhiata alle leggi di rifrazione.
- Il raggio incidente, il raggio rifratto e la normale all'interfaccia giacciono sullo stesso piano.
- Il seno dell'angolo di incidenza(i) rispetto a quello dell'angolo di rifrazione(r) all'interfaccia rimane in relazione costante. Questa costante è chiamata indice di rifrazione del secondo mezzo rispetto al primo mezzo.
Tieni presente la proprietà della reversibilità della luce. Se semplicemente invertiamo la direzione del raggio di luce considerando la fine presente come inizio e l'inizio presente come fine, il raggio di luce traccerà lo stesso percorso.
Formazione dell'angolo di incidenza e dell'angolo di rifrazione
La differenza tra raggio incidente e raggio rifratto dipende dal fatto se il raggio di luce arriva all'interfaccia o lascia l'interfaccia. Immagina un raggio di luce come un flusso di fotoni. Il flusso di particelle colpisce l'interfaccia formando un certo angolo con la normale, quindi affonda nell' altro mezzo essenzialmente formando un angolo diverso con la normale.
L'angolo di incidenza può essere variato manualmente poiché è indipendente dal mezzo. Ma l'angolo di rifrazione è definito dagli indici di rifrazione del mezzo. Maggiore è la differenza tra gli indici di rifrazione, maggiore è la differenza tra gli angoli.
Posizione dell'angolo di incidenza e dell'angolo di rifrazione rispetto all'interfaccia
Se un raggio di luce va da medio1 a medio2, l'angolo di incidenza giace nel mezzo1 e l'angolo di rifrazione giace nel mezzo2 e viceversa per l'interscambio dei mezzi.
Entrambi gli angoli sono realizzati con la normale all'interfaccia dei mezzi. A seconda dell'indice di rifrazione relativo, il raggio di luce rifratto può formare un angolo maggiore o minore di quello del raggio di luce incidente.
Valori dell'angolo di incidenza e dell'angolo di rifrazione
Rifrazione da un mezzo più raro a un mezzo più denso
Qualsiasi valore compreso tra 0 e 90 gradi può essere assegnato come angolo di incidenza, ma il raggio rifratto non può assumere alcun valore se il raggio luminoso proviene dal mezzo più raro. Per l'intero intervallo dell'angolo incidente, l'angolo di rifrazione raggiunge un valore massimo che è esattamente lo stesso dell'angolo critico descritto di seguito.
Rifrazione da un mezzo più denso a un mezzo più raro
Quanto sopra non è valido per una situazione in cui il raggio di luce proviene da un mezzo più denso. Quando aumentiamo gradualmente l'angolo incidente, vedremo che anche l'angolo di rifrazione aumenta rapidamente fino a raggiungere un certo valore dell'angolo incidente. A questo angolo critico (c) del raggio incidente, il raggio di luce rifratto raggiunge il suo valore massimo, 90 gradi (il raggio rifratto va lungo l'interfaccia) e svanisce per un momento. Se proviamo ad aumentare ulteriormente l'angolo di incidenza, vedremo un'improvvisa apparizione di un raggio riflesso nel mezzo più denso, che forma lo stesso angolo secondo le leggi della riflessione. L'angolo incidente a questo punto è chiamato angolo critico e non ci sarà più rifrazione.
In sintesi, si potrebbe vedere, sebbene classificati in modo diverso, entrambi questi fenomeni sono solo il risultato della reversibilità della luce.
Differenza chiave
La differenza fondamentale tra l'angolo di incidenza e l'angolo di rifrazione è l'ordine sequenziale dei due angoli, creato su un'interfaccia multimediale da un'onda.
Cortesia dell'immagine: "Snells law2" di Oleg Alexandrov - Ho appena modificato l'originale - Versione ruotata e ottimizzata di en:Image:Snells law.svg, stessa licenza. (Pubblico dominio) tramite Commons “RefractionReflextion” di Josell7 – Opera propria. (CC BY-SA 3.0) tramite Commons
