PAGINA DI TEORIA: Rifrazione
La rifrazione è un fenomeno nel quale un onda (come ad esempio la luce) subisce una deviazione nella propria traiettoria e velocità quando passa da una sostanza ad un'altra. Ad esempio le onde sonore si muovono a $343$ $m/s$ nell'aria e a $1500$ $m/s$ nell'acqua.
La formula della rifrazione è:
$n_1sin(θ_1)=n_2sin(θ_2)$
Dove $θ_1$ e $θ_2$ sono gli angoli di rifrazione nella sostanza 1 e 2 mentre $n_1$ e $n_2$ sono gli indici di rifrazione, cioè:
$n=\frac{v_o}{v}$
Dove $v_0$ è la velocità dell'onda nel vuoto mentre $v$ è la velocità dell'onda nella sostanza che si sta considerando
- Esercizio 1
Un raggio luminoso presente nell'aria forma un angolo di 60° con la superfice del mare e viene rifratto quando entra in acqua. Calcola l'angolo di rifrazione del raggio luminoso nell'acqua sapendo che l'indice di rifrazione dell'aria e dell'acqua sono rispettivamente $n_1=1$, $n_2=1,33$
- Esercizio 2
Un raggio luminoso passa attraverso una sostanza X e successivamente attraverso una sostanza Y. Nella sostanza X la luce forma un angolo di 20° con l'asse Y mentre nella sostanza Y forma un angolo di 20,2°. Sapendo che la velocità della luce nella sostanza X è $v_x=2,8\cdot 10^{8}$ $m/s$, l'indice di rifrazione della sostanza X è $n_x=1,07$ e che la lunghezza d'onda della luce nella sostanza X è $λ_x=6\cdot 10^{-7}m$, calcola:
a) L'indice di rifrazione della sostanza Y
b) La velocità della luce nella sostanza Y
c) La lunghezza d'onda della luce nella sostanza Y
d) La frequenza del raggio luminoso
- Esercizio 3
Un raggio luminoso si trova all'interno di un materiale con indice di rifrazione $n_1=3$ e all'esterno è coperto da un altro materiale con indice di rifrazione $n_2=2$.
a) Quanto vale l'angolo limite?
b) In quanto tempo il raggio compie un tragitto di 200 km all'interno del materiale?
- Esercizio 4
Un raggio di luce bianca attraversa un blocco di vetro lungo 10 cm e successivamente viene scomposta in tutti i colori e riflessa da un muro posto a 50 cm di distanza dal vetro. Prima di entrare nel vetro, il raggio di luce forma un angolo di 60° con l'asse Y.
Calcola l'ampiezza della banda luminosa che si forma sullo schermo sapendo che l'indice di rifrazione dei raggi di colore viola nel vetro è $n_{viola}=1,7$ mentre i raggi di colore rosso $n_{rosso}=1,68$
