Se dobbiamo essere precisi, dobbiamo dire in primis che queste quattro righe non hanno la pretesa di somigliare neppure lontanamente a un corso di ottica; per un lavoro del genere sarebbe necessario un intero sito, data la vastit� dell'argomento. Diciamo che mi sono limitato a dare alcune informazioni basilari che ogni neofita dovrebbe possedere per meglio comprendere il significato della riflessione e della rifrazione
Riflessione e Rifrazione� noto che quando un pennellino di luce incide su una superficie perfettamente liscia subisce la legge cartesiana della
riflessione. Vorrei chiarire che con "liscia" intendo semplicemente una superficie che non contenga asperit� superiore alle dimensioni della luce; se tale condizione non � soddisfatta, ovvero se siamo in presenza di una superficie scabra, non si ha riflessione, ma diffusione. Questo, si badi, pu� succedere anche nei telescopi: le piccole particelle di polvere che, soprattutto nei newtoniani aperti davanti, si depositano col tempo sullo specchio possono causare un lieve effetto di scattering della luce, con conseguente perdita di contrasto nelle immagini. Se questo forse non si nota sugli oggetti brillanti, pu� per� diventare critico nell'osservazione di deboli galassie, magari al limite della visibilit�. Di qui l'importanza di non trascurare ogni tanto la pulizia delle ottiche (che va per� eseguita con la dovuta cautela: gli specchi astronomici, specialmente se non sono quarzati, sono delicatissimi perch� si rigano facilmente). La legge cartesiana afferma che l'angolo incidente � uguale all'angolo riflesso misurato rispetto alla normale alla superficie. � una legge generica che vale quindi anche per gli urti elastici di oggetti materiali su superfici levigate.
La
rifrazione � invece un fenomeno che si verifica ogni volta che la luce passa da un mezzo a un altro dotato di propriet� fisico-chimiche diverse (leggi: pi� o meno denso). Ogni mezzo di propagazione � caratterizzato da un indice di rifrazione, indicato con n e che, salvo casi del tutto particolari, aumenta all'aumentare della densit� del mezzo stesso; l'aria, per esempio, possiede un n poco superiore a 1 (per definizione 1 � l'n del vuoto), l'acqua ce l'ha uguale a 1.33, il vetro tra 1.4 � per quelli meno dispersivi � a 1.7; nel diamante, la sostanza pi� dispersiva nota in natura, n � addirittura superiore a 2.4.
La rifrazione � governata dalla cosiddetta legge dei seni, la quale si pu� sunteggiare cos�:
sin i / sin r = nossia il rapporto tra il seno dell'angolo d'incidenza e quello dell'angolo rifratto � uguale all'indice di rifrazione relativo del mezzo pi� denso (per comodit� l'indice relativo si riferisce sempre all'aria). Passando da un mezzo meno denso a uno pi� denso il raggio, come si evince dalla figura, si avvicina alla normale e se ne riallontana dopo la riemersione in aria.
Convenzionalmente si assume che il secondo mezzo sia pi� denso del primo (caso del passaggio della luce tra l'aria e il vetro), ma se invertiamo la formula precedente e consideriamo pi� denso il primo dei due mezzi, ci accorgiamo che, onde avere il raggio rifratto, il pennellino di luce non pu� incidere oltre un certo angolo, chiamato angolo limite. In questo caso il raggio rifratto riemerge parallelamente alla superficie, ossia a 90� con la normale. Ma poich� �, per definizione, sin 90� = 1 e dal momento che la funzione seno non pu� mai superare 1, ne segue che per avere la riemersione da un blocco di vetro a facce parallele con n = 1.5, l'angolo d'incidenza non pu� superare i 42�. Se l'incidenza sulla superficie di separazione tra il mezzo pi� denso e quello meno denso avviene sotto un angolo maggiore di quello limite, il raggio rifratto manca e si ha il fenomeno della riflessione totale, molto sfruttato nel caso dei prismi di Porro dove l'incidenza avviene a 45�.
Un noto fenomeno di riflessione totale si ha anche quando si nuota sott'acqua senza maschera e si guarda verso l'alto; la visione � ovviamente confusa, ma si nota facilmente un cerchio luminoso di ampiezza pari a circa 97�, ossia il doppio dell'angolo limite relativo alla separazione acqua-aria.
La rifrazione � prodotta anche dalla nostra atmosfera, sia pur in misura ridotta. Gli astrofotografi, ad esempio, devono tenerne conto quando immortalano oggetti celesti al di sotto dei 30�, ossia quando comincia a creare sensibili problemi d'inseguimento. Ci sono tuttavia casi molto vistosi, come il tramonto (o il sorgere) del Sole sul mare in cui � facile notare la deformazione che subisce il disco solare a causa dello spesso strato d'aria che la sua luce deve attraversare. Molti di voi avranno senz'altro ammirato pi� di una volta spettacoli del genere!
Spero di avere chiarito un pochino i due fenomeni
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