Il principio di Huygens e la rifrazione
Huygens immaginò la luce come un’onda: ogni punto raggiunto da un fronte d’onda diventa a sua volta una sorgente di piccole onde sferiche, e il nuovo fronte è la linea che le tocca tutte. Quando il fronte entra obliquamente nel vetro, dove la luce è più lenta, le onde secondarie sono più piccole e il fronte ruota: la luce si rifrange.
Il tuo dispositivo è impostato per ridurre le animazioni, quindi la scena è ferma: premi Avvia quando vuoi vederla in movimento.
sin θ₁ / sin θ₂ = v₁ / v₂ = n₂ / n₁
Nel tempo in cui il fronte percorre nell’aria il tratto v₁ t, l’onda secondaria partita dal primo punto toccato si allarga nel vetro solo di v₂ t. Il nuovo fronte è la retta che parte dall’ultimo punto toccato ed è tangente a quel cerchio: è ruotato verso la normale.
Dai due triangoli rettangoli che hanno per ipotenusa lo stesso tratto di superficie viene sin θ₁ / sin θ₂ = v₁ / v₂. Con l’indice di rifrazione n = c / v diventa la legge di Snell, n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂.
La frequenza non cambia passando da un mezzo all’altro (ogni punto della superficie oscilla al ritmo dell’onda che arriva); cambia la velocità, e quindi la lunghezza d’onda: nel vetro è λ / n. Il modello a corpuscoli di Newton prevedeva invece la luce più veloce nel vetro: Foucault misurò nel 1850 che è più lenta.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
Percorsi personalizzati di Matematica e Fisica con un docente di ruolo: per capire il perché delle formule, non solo il come si applicano.