Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
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DIOTTRICAdette leggi, giova ricordare che Vangolo d'incidenza è l'angolo che il raggio incidente fa colla normale al punto d'incidenza ; che Yangolo di rifrazione è l'angolo che il raggio rifratto fa col prolungamento {Iella normale suddetta ; che il piano d'incidenza ed il piano di rifrazione sono rispettivamente i piani degli angoli d'incidenza e di rifrazione. Finalmente noteremo come un raggio incidente non dia origine generalmente che ad un raggio rifratto, quantunque sianvi di molte sostanze, come lo spato d'Islanda ed il cristallo di rocca, attraverso le quali rifrangendosi un raggio, ne origini due per effetto di Polarizzazione (V.).
In quanto alla prima delle suaccennate leggi, è troppo facile intenderne la giustezza per non perderci in prove di geometria elementare, dacché la pratica insegna che facendo cadere obliquamente un raggio luminoso sopra la superficie di un corpo, desso lo attraversa deviando per un piano che coincide colla perpendicolare al punto d'incidenza. La seconda legge per essere chiaramente compresa abbisogna di un esempio analitico. Sia dato un vaso emisferico (fig. 14, Tavola CLIII); vi si versi dell'acqua finché arrivi al centro dello stesso, oss a al livello nn' ; si faccia cadere un raggio luminoso che faccia, per esempio, un angolo d'incidenza fep, che si misurerà sull'arco n'cp, e si misuri pure nello stesso modo l'angolo di rifrazione sull'arco opposto, là dove il raggio emergerà dal vaso. Si ha che il seno dei primi dei detti angoli sarà la perpendicolare Id, e quello del secondo la perpendicolare rf. Ora il rapporto del seno d'incidenza a quello di rifrazione è Id diviso per rf. Esperimentando l'acqua e l'aria nel citato modoj si ha unrapporto uguale a - all' incirca, cioè — = -. Fati rf o
cendo cadere un altro raggio di luce per la direzionel'c darebbe il raggio rifratto r'c, e perla stessa regola
l'd' 4
si avrebbe l'equazione -^j, — -, essendo i seni d'incidenza e di rifrazione l'd' e r'f. Lo stesso risultato si otterrebbe per qualunque incidenza, e perciò ne risulta vera la seconda legge, che*il rapporto dei due seni è eguale per qualsiasi angolo. Chiamando con i l'angolo d'incidenza, con r quello di rifrazione, e con » il loro rapporto, che dai fisici è chiamato Indice di rifrazione (Y.), si ha la espressione generale fl^Hi? = n. Il valore di » cambie-sen.rrebbe con mutare la natura delle sostanze, servendosi di gas differenti dall'acqua o di liquidi diversi dall'acqua; manterrebbesi però costante fra i diversi angoli incidenti e rifratti con qualsiasi esperienza.
Inteso bene il detto principio, è facile comprendere che i fenomeni non cambiano invertendo l'esperimento, facendo cioè passare il raggio luminoso dal mezzo più denso al meno denso, quando suppongasi averlo precedentemente fatto passare dal meno denso al più denso. Si avrà in allora una semplice inversione di cose; e il raggio incidente seguirà la via del rifratto, ed il rifratto quella dell'incidente. Se il raggio rifrangendosi nel primo esperimento si avvicinava alla perpendicolare, nel secondo si allontanerà dalla stessa. I fisici introdussero perciò nel loro linguaggio un aforismo chedice: raggio che indietreggia, ripassa precisamente
per la stessa via. Ne emerge pure da tutto ciò, che se chiamavamo n l'indice di rifrazione nel primo esperimento, facendolo poi in direzione contraria,
desso sarà —. Usavasi dire per lo passato che laluce passando da un mezzo meno denso ad uno più denso devia avvicinandosi alla perpendicolare, e viceversa. Non poche eccezioni però si rinvennero in appresso a questa legge, per cui non ritiensi in oggi il potere rifrattivo dei corpi proporzionale alla loro densità.
Tornano ovvie alcune considerazioni dopo quanto si è espresso sulle leggi generali della rifrazione. L'una di esse riguarda il caso d'incidenza nella direzione perpendicolare al piano incidente. L'angolo essendo nullo in tale circostanza il seno relativo sarà eguale a o, e per conseguenza, anche l'angolo di rifrazione sarà nullo, vale a dire il raggio non devierà, ed attraverserà il nuovo mezzo mantenendo la direzione primiera, né scomporrassi nei raggi colorati che lo compongono. Una seconda considerazione, e importantissima, si è quella che riguarda la ricerca del maggior angolo di rifrazione che possa avvenire fra tutte le incidenze da una sostanza ad un'altra, la quale conduce poi al trovamelo dell'angolo limite e della superba legge della riflessione totale. Consideriamo un raggio incidente nella direzione della superficie del corpo in cui vorrebbesi far immergere; in tal caso l'angolo d'incidenza è di 90°, e l'incidenza porta il nome di rasente. Siccome il seno di 90° eguaglia l'unità,
così si ha-= n. ossia sen.r — — ed il valoresen.r »
di r è appunto l'angolo limite. Quando si speri-
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menta fra l'aria e l'acqua il valore di n = ^ e Per^quello di r trovasi eguale a 48°, 35'; quindi ne viene che la luee non potrà passare dall'aria all'acqua formando in quest'ultima un angolo maggiore di 48°, 35', che costituisce il suo angolo limite. L'immaginazione può dunque figurarsi l'immersione della luce per entro a qualunque massa di acqua e proveniente dall'aria come formante un vero cono, avente il suo apice al livello dell'acqua e l'angolo al centro di due volte 48°, 35'. Un corollario pure curiosissimo emerge dal sin qui detto, e consiste in ciò, che tutti quei raggi luminosi che percorrono una massa d'acqua sotto un angolo maggiore dell'angolo limite non possono uscirne per entrare nell'aria, e vengono perciò riflessi sotto la superficie del liquido stesso come se la sollevi uno specchio ; fenomeno che già dicemmo appellarsi riflessione totale. Questo caso di riflessione merita speciale considerazione, giacché desso è l'unico in cui non vi abbia perdita, cioè diminuzione d'intensità della luce riflessa al paragone della incidente. Negli strumenti ottici tale proprietà dell'angolo limite è messa ben di spesso a profitto quando trattisi di ripiegare i raggi luminosi, e segnatamente nei Microscopi!, nelle Camere lucide e nelle Oscure (Y.). Suppongasi d'impiegare il vetro, per il quale l'indice di refrazione varia dai - ad 1,54 e l'angolo limite è perciò compreso fra 41°, 49' e 40°, 20'. Ne
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