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Gli specchi concavi e la rifrazione della luce

Gli specchi di uso più comune sono specchi piani. Vi sono però anche gli specchi concavi formati di una calotta sferica la cui superficie interna è riflettente. Con lo specchio concavo è possibile realizzare diversi esperimenti.
Se, fai cadere su uno specchio concavo un fascio di raggi solari, essi vengono riflessi in modo da essere concentrati tutti in un punto F equidistante da due punti. Tale punto è denominato fuoco; in esso non solo si concentrano i raggi di luce, ma anche il calore solare che viaggia insieme con la luce.
La leggenda dice che Archimede per mezzo di grandi specchi concavi volesse incendiare le navi romane che assediavano Siracusa. Oggi lo sfruttamento dell'energia solare mediante giganteschi specchi concavi sta diventando una realtà.
Se poni una sorgente di luce nel fuoco, i raggi vengono riflessi dallo specchio e formano un fascio parallelo all'asse ottico. Su questo principio si basano i fari delle automobili e dei proiettori. Quando uno specchio sferico dalla parte esterna,anzichè dalla parte interna, si chiama specchio convesso. Di questo tipo sono gli specchi che si vedono nelle città in alcuni incroci stradali molto stretti e gli specchi retrovisori delle automobili.

Che cosa succede quando un raggio di luce incontra e attraversa un corpo trasparente, per esempio, aria, acqua o vetro? Quando un raggio di luce passa da un mezzo trasparente a un altro con diversa densità, e cade obliquamente alla superficie di separazione dei due mezzi, subisce una deviazione. Questo fenomeno si chiama rifrazione ed è dovuto al fatto che la luce si propaga con velocità diversa nei due mezzi. Il raggio di luce che colpisce la superficie dell'acqua, è il raggio incidente. Il raggio che si propaga nell'acqua dopo aver subito la deviazione, è il raggio rifratto. L'angolo formato dal raggio incidente con la perpendicolare alla superficie di separazione dei due mezzi trasparenti nel punto di incidenza, è l'angolo di incidenza. L'angolo formato dal raggio rifratto con la stessa perpendicolare è l'angolo di rifrazione.Di solito,quando la luce passa da un mezzo meno denso a uno più denso, l'angolo di incidenza è maggiore di quello di rifrazione. Quando, invece, la luce passa da un mezzo più denso a uno meno denso, l'angolo di incidenza è minore di quello di rifrazione.

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