Qual è la legge di Snell?
In fisica, la Legge di Snell fornisce l'equazione che descrive come la luce viene rifratta quando viaggia da un mezzo a un altro. Usando l'equazione della Legge di Snell, è possibile determinare la dimensione dell'angolo che la luce piega. Per determinare l'angolo di rifrazione, è necessario conoscere l'angolo iniziale della luce e l'indice di rifrazione dei due materiali.
Quando le onde si spostano da un tipo di mezzo all'altro, ad esempio dall'aria all'acqua, si piegano o cambiano direzione. Questo fenomeno si chiama rifrazione. Il motivo per cui si verifica la flessione è perché le onde viaggiano a velocità diverse in materiali diversi. La luce è un esempio di un'onda che viene rifratta quando si muove attraverso diversi media.
Gli angoli iniziali e piegati di un raggio di luce sono misurati in base alla relazione con il normale. La normale è una linea retta perpendicolare o ad angolo retto rispetto alla superficie in cui la luce entra nel mezzo. L'angolo di incidenza è l'angolo che la luce crea con il normale sulla superficie. L'angolo di rifrazione è l'angolo verso il quale la luce viene rifratta o allontanata dalla normale all'interno del nuovo mezzo.
Ad esempio, un raggio di luce viaggia attraverso un materiale con un indice di rifrazione di X ed entra in un altro materiale con un indice di rifrazione di Y. L'angolo di incidenza è x e l'angolo di rifrazione sarebbe y. Usando le variabili date, la Legge di Snell sarebbe scritta come: X * sine (x) = Y * sine (y). Per scoprire l'angolo di rifrazione, l'equazione può essere riscritta come seno (y) = X * seno (x) / Y oppure y = arcoseno (X * seno (x) / Y).
La densità del mezzo entro cui viaggia la luce determinerà la velocità della luce. Se il raggio di luce si sposta in un mezzo più denso, rallenterà, quindi il raggio si piegherà verso il normale. La flessione verso il normale rende l'angolo di rifrazione più piccolo dell'angolo di incidenza. Se la luce si sposta in un mezzo meno denso, accelera, facendola piegare lontano dal normale e l'angolo di rifrazione sarà maggiore dell'angolo di incidenza.
Ad esempio, se un raggio di luce viaggia dall'aria all'acqua ed entra nell'acqua con un angolo di 30 gradi, possiamo usare la Legge di Snell per capire quanto la luce si piegherà, o y. L'indice di rifrazione dell'aria è 1 e per l'acqua è 1,33. Utilizzando l'equazione data in precedenza, y = arcsin (1 * sine (30) /1.33). seno (30) = 0,5, quindi y = arcsin (0,5 / 1,33) = 22,1. Pertanto, l'angolo di rifrazione della luce che entra nell'acqua con un angolo di 30 gradi è di 22,1 gradi.