Legge di snell

In questo articolo troverai la spiegazione della legge di Snell. Potrai vedere cosa dice la legge di Snell, qual è la sua formula e, inoltre, vengono spiegati tutti i concetti fisici relativi alla legge di Snell per capirla bene.

Cos’è la legge di Snell?

La legge di Snell è una legge fisica che mette in relazione l’indice di rifrazione di due mezzi diversi con l’angolo di incidenza e l’angolo di rifrazione. Pertanto, la legge di Snell viene utilizzata per calcolare l’angolo di rifrazione della luce quando passa attraverso una superficie che separa due mezzi con indici di rifrazione diversi.

Più precisamente, la legge di Snell dice che l’indice di rifrazione del mezzo incidente moltiplicato per il seno dell’angolo di incidenza è equivalente all’indice di rifrazione del mezzo rifrattivo moltiplicato per il seno dell’angolo di rifrazione.

La legge di Snell prende il nome dal fisico olandese Willebrord Snel van Royen, che scoprì la formula della legge di Snell.

In particolare, la legge di Snell è anche chiamata legge Snell-Descartes .

Formula della legge di Snell

La legge di Snell afferma che il seno dell’angolo di incidenza di un raggio luminoso in un mezzo (θ ₁ ) moltiplicato per il suo indice di rifrazione (n ₁ ) è uguale al seno dell’angolo di rifrazione del mezzo che rifrange il raggio luminoso ( θ ₂ ) dal suo indice di rifrazione (n ₂ ).

Pertanto, la formula della legge di Snell è n ₁ · sin(θ ₁ )=n ₂ · sin (θ ₂ ).

Oro:

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  è l’indice di rifrazione del mezzo in cui cade la luce.

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  è l’angolo formato dal raggio luminoso con la normale del mezzo su cui cade la luce.

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  è l’indice di rifrazione del mezzo in cui viene rifratta la luce.

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  è l’angolo che il raggio luminoso forma con la normale del mezzo in cui viene rifratta la luce.

Allo stesso modo, dall’equazione precedente, si può dedurre che gli indici di rifrazione di due mezzi sono legati alla velocità dei raggi luminosi nel mezzo e alle loro lunghezze d’onda. Più precisamente vale la seguente equazione:

Oro:

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  è l’angolo che il raggio luminoso forma con la normale al mezzo i.

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  è l’indice di rifrazione del mezzo i.

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  è la velocità del raggio luminoso nel mezzo i.

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  è la lunghezza d’onda del raggio luminoso nel mezzo i.

Indice di rifrazione

Logicamente per applicare la legge di Snell bisogna avere ben chiaro il concetto di indice di rifrazione, quindi di seguito vedremo in cosa consiste questo coefficiente fisico.

L’ indice di rifrazione di un mezzo è un valore che indica di quanto vengono ridotte la velocità e la lunghezza d’onda della radiazione rispetto al vuoto quando entra nel mezzo. Pertanto, quanto più alto è l’indice di rifrazione, tanto più si riducono la velocità e la lunghezza d’onda della radiazione nel mezzo studiato.

La formula per l’indice di rifrazione è:

Oro:

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  è l’indice di rifrazione del mezzo.

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  è la velocità della luce nel vuoto (3·10 ⁸ m/s).

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  è la velocità della luce nel mezzo in cui viene calcolato l’indice di rifrazione.

L’indice di rifrazione di un mezzo dipende dalle proprietà del mezzo. Puoi vedere i valori degli indici di rifrazione dei mezzi più comuni in fisica cliccando qui:

Riflessione interna totale

In fisica l’ angolo critico (o angolo limite) è l’angolo ottenuto calcolando l’inverso del seno del quoziente tra l’indice di rifrazione del mezzo in cui cade il raggio luminoso e l’indice di rifrazione del mezzo in cui viene rifratto . .il raggio di luce

Oro:

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  è l’angolo critico.

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  è l’indice di rifrazione del mezzo su cui cade la luce.

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  è l’indice di rifrazione del mezzo in cui viene rifratta la luce.

Pertanto, quando l’angolo di incidenza θ ₁ è maggiore dell’angolo critico, il raggio luminoso viene riflesso interamente all’interno del mezzo su cui cade. In altre parole, se l’angolo di incidenza θ ₁ è maggiore dell’angolo critico, la luce non viene rifratta ma riflessa e, quindi, invece di passare nell’altro mezzo, rimane all’interno dello stesso ambiente.

Questo fenomeno fisico si chiama riflessione interna totale e si verifica quando l’angolo di incidenza del raggio luminoso è maggiore dell’angolo critico, che potete calcolare con la formula vista sopra.