La rifrazione

LA RIFRAZIONE

I corpi trasparenti, come l’aria, l’acqua o il vetro, si lasciano attraversare dalla luce. Quando un raggio luminoso passa da un corpo trasparente a un altro, subisce una deviazione. Questo fenomeno si chiama rifrazione (che significa appunto deviazione) e si verifica perché la velocità della radiazione luminosa è minore nei corpi più densi: poiché corpi diversi hanno densità differenti, passando da uno all’altro la luce cambia velocità e i raggi subiscono una rifrazione.
Anche la rifrazione della luce, come la riflessione, segue regole precise. L’angolo formato dal raggio incidente che arriva alla superficie di separazione tra i due mezzi con la perpendicolare alla superficie stessa è sempre diverso dall’angolo formato con la perpendicolare dal raggio rifratto (6). La differenza tra i due angoli dipende dalla differenza di densità tra i due mezzi. Se il raggio luminoso passa da un mezzo meno denso a un mezzo più denso (per esempio dall’aria al vetro), l’angolo formato con la perpendicolare dal raggio incidente è maggiore dell’angolo formato dal raggio rifratto: il raggio luminoso si avvicina quindi alla perpendicolare. Se il raggio luminoso passa da un mezzo più denso a un mezzo meno denso (per esempio dall’acqua all’aria), l’angolo formato con la perpendicolare dal raggio incidente è minore dell’angolo formato dal raggio rifratto: il raggio luminoso si allontana quindi dalla perpendicolare.
Le leggi della rifrazione della luce sono dunque le seguenti:

• raggio incidente, raggio rifratto e perpendicolare alla superficie di separazione tra i due mezzi si trovano sempre nello stesso piano;
• raggio incidente e raggio rifratto formano sempre angoli diversi con la retta perpendicolare alla superficie di separazione.
È per queste ragioni che anche la rifrazione, come la riflessione, inganna i nostri occhi; per esempio un bastone immerso in parte in acqua ci sembra spezzato.

    SCIENZE +     I miraggi

Viaggiando in una giornata molto calda può capitare di vedere, lontano lungo la strada asfaltata, chiazze scure simili a pozzanghere d’acqua. Avvicinandosi però le pozzanghere scompaiono.
Questo fenomeno è dovuto al fatto che l’indice di rifrazione dell’aria non è sempre lo stesso, ma dipende dalla sua densità: l’aria meno densa ha un indice di rifrazione minore dell’aria più densa.
In una giornata molto calda l’aria a contatto del suolo è più calda, quindi meno densa, di quella che si trova negli strati superiori; l’indice di rifrazione dell’aria è allora minore vicino al suolo. I raggi luminosi che provengono dal cielo passando attraverso strati di aria con un indice di rifrazione sempre minore vengono deviati, si incurvano e subiscono una riflessione totale. Ciò che noi scambiamo per una pozzanghera d’acqua lontana altro non è che il riflesso del cielo. Oltre al cielo, anche oggetti lontani possono subire la stessa sorte e apparire riflessi e capovolti al livello del suolo, proprio come se ci fosse uno specchio d’acqua. Sono questi i fenomeni che danno origine ai cosiddetti miraggi.