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Riflessione Totale
Riflessione Totale

 

Riflessione Totale

Un'onda elettromagnetica, e quindi anche la luce, quando incontra una superficie di separazione tra due mezzi, in parte prosegue il suo percorso attraversando la superficie di separazione e subendo una deviazione (rifrazione), in parte viene riflessa dalla superficie di separazione.

In particolare, secondo la legge della riflessione, detto θi l'angolo di incidenza del raggio luminoso e detto θr l'angolo formato dal raggio riflesso con la normale alla superficie, si ha:

θi = θr


Mentre, secondo la legge di Snell sulla rifrazione, detto θt l'angolo formato dal raggio rifratto con la normale alla superficie, e detti n1 e n2 gli indici di rifrazione dei 2 mezzi si ha:

n1 sen(θi) = n2 sen(θt)


Nel passaggio da un mezzo pių denso ad uno meno denso (quindi con n1 > n2), e per un determinato valore dell'angolo θi, detto angolo critico, accade che l'angolo θt raggiunge il valore di π/2 e quindi la parte di onda rifratta non passa pių nel secondo mezzo, ma si unisce alla componente riflessa nel primo mezzo. Questo fenomeno si chiama riflessione totale e si mantiene per tutti valori i di θi maggiori dell'angolo critico:

θcrit = arcsen(n2/n1)


Relazione che si ottiene facilmente dalla legge di Snell imponendo sen(θt) = 1, in quanto in quelle condizioni θt vale π/2.

L'applet interattiva sottostante mostra sia la situazione con il raggio che attraversa nel verso aria/vetro, quindi con n1 < n2, sia la situazione che genera la riflessione totale con il raggio che attraversa nel verso opposto (vetro/aria), quindi con n1 > n2. Quest'ultimo caso, senz'altro pių interessante, viene mostrato agendo sul pulsante in basso a destra.
Attenzione: nell'applet i due indici di rifrazione sono indicati entrambi con n, mentre nel testo con n1 si intende il primo mezzo attraversato e con n2 si intende il secondo mezzo.


  • Il cursore in alto a sinistra regola l'angolo di incidenza della luce
  • L'indice di rifrazione dell'aria č posto uguale a 1
  • L'indice di rifrazione del vetro si regola con il cursore in basso a sinistra
  • Il verso della luce (aria-vetro o viceversa) si seleziona con il pulsante in basso a destra


Nella costruzione delle fibre ottiche viene sfruttata la riflessione totale perchč si utilizzano fibre di vetro di differente indice di rifrazione per il nucleo e per il mantello. Si metta in relazione il cono di accettazione della figura sottostante con l'angolo di incidenza che provoca la riflessione totale nell'applet precedente.



















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