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prismaPrisma – Spettro della luce bianca, rifrazione nel vetro.

rifrazione (1)

  1. In un materiale di composizione ignota la luce viaggia a 2,6 * 10^8 m/s. Un raggio di luce che viaggia nell’aria colpisce il materiale con un angolo di 45°.
    – Calcolare l’angolo di rifrazione del raggio.

sen i / senr = v1/v2;    (legge della rifrazione).

v1 = c = 3 * 10^8 m/s; velocità della luce in aria o nel vuoto.

v2 = 2,6*10^8 m/s; velocità della luce nel materiale.

sen45° / sen r = 3 * 10^8 / 2,6*10^8

sen45° / sen r = 3/2,6;

sen r = sen45° * 2,6/3 = 0,707 * 0,866 ;

sen r = 0,613;

r = sen^-1 (0,613) = 37,8° = 38°.

rifrazione (1)

2.  La velocità di propagazione di un raggio di luce in una soluzione è 1,95 * 10^8 m/s.

  • Qual è l’indice di rifrazione della soluzione?
  • Calcolare  il valore dell’angolo limite rispetto all’aria.

n21 = v1/v2;   indice di rifrazione della soluzione rispetto al primo mezzo(aria).

v1 = c;

n21 = 3 * 10^8 / 1,95 * 10^8 = 1,54.

Angolo limite L: il raggio parte dalla soluzione e non riesce a passare nell’aria, rifrange a 90°.

senL/ sen90° = 1 / 1,54;

1 è l’indice di rifrazione dell’aria, 1,54 è l’indice di rifrazione della soluzione.

sen L = 0,649,

L = sen^-1(0,649) = 40,5°.

riflessione-totale

 

3. Un raggio luminoso penetra in una soluzione biologica con un certo angolo e viene rifatto con un angolo di 45,0°. Sapendo che l’indice di rifrazione è 1,25,

  • determinare l’angolo di incidenza.
  • Qual è la velocità di propagazione della luce nella soluzione?

sen i / sen45° = n2 / n1 ; (legge della rifrazione).

sen i / sen45° = 1,25 / 1

sen i = 1,25 * sen45° = 0,884

i = sen^-1(0,884) = 62,1°

n = indice di rifrazione del secondo mezzo rispetto all’aria: n  = v1/v2

n = c / v2 = 1,25

v2 = c / 1,25 = 3 * 10^8 / 1,25 = 2,4 * 10^8 m/s.