Descrizione

Secondo la legge della riflessione il raggio di incidenza, di riflessione e la normale alla superficie appartengono allo stesso piano e l'angolo di riflessione è uguale all'angolo di incidenza:

La riflessione è un fenomeno che riguarda onde meccaniche o elettromagnetiche.

La rifrazione invece è un fenomeno che avviene quando un'onda passa attraverso due mezzi aventi indice di rifrazione diverso, quindi una parte della luce viene riflessa, mentre una parte viene rifratta. Quando l'onda passa da un mezzo con indice di rifrazione maggiore ad uno con indice di rifrazione minore il raggio rifratto si allontana dalla normale, nel caso contrario si avvicina alla normale. La sua velocità, e quindi anche il suo angolo rispetto alla normale, cambia in base alla legge di Snell, secondo cui: n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}\, e secondo cui il raggio incidente, quello rifratto e la normale sono complanari.

Ad una certa ampiezza dell'angolo incidente si genera il fenomeno della riflessione totale, ovvero tutta l'onda proveniente dalla sorgente viene riflessa con lo stesso angolo da cui proviene. Questo angolo particolare è detto angolo limite, e si ha quando l'angolo di rifrazione è pari a . In tal caso il seno dell'angolo rifratto sarà pari ad uno, e quindi l'ampiezza dell'angolo limite sarà:

A determinati angoli di incidenza si ha una riflessione totale. Per l'olio l'angolo limite è 40° < x < 45°, mentre per l'alcol è 45° < x < 50°.

Attraverso le opportune formule abbiamo verificato l'esattezza dei valori ricavati dall'esperienza: l'angolo limite dell'olio è dato da arcsen(1/1.46) = 43,2° , mentre quello dell'alcool è dato da arcsen(1/1.365) = 47.1°.

“I problemi della fisica”, John D Cutnell, Kenneth W Johnson, David Young, Shane Stadler, Edizione italiana a cura di Claudio Romeni 2015.