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1 Corso di Fisica generale Liceo Scientifico Righi, Cesena Anno Scolastico 2014/15 1C Appunti di Ottica Geometrica II La Riflessione della Luce Riccardo Fabbri 1 (Dispense ed esercizi su

2 La Riflessione della Luce Un raggio di luce incidente una superficie lucida viene riflesso. Definiamo angolo di incidenza î di un fascio luminoso l'angolo compreso tra la direzione del fascio incidente e la perpendicolare alla superficie riflettente. Analogamente, l'angolo di riflessione r è l'angolo compreso tra la perpendicolare ed il fascio riflesso. Si verifica che inviando un sottile fascio luminoso su una superficie riflettente perfettamente liscia l'angolo di incidenza è sempre uguale all'angolo di riflessione. Il raggio riflesso giace nel piano di incidenza, ovvero nel piano individuato dal raggio incidente e la normale alla superficie passante per il punto di incidenza. Riccardo Fabbri 2 (Dispense ed esercizi su

3 Riflessione da una sorgente puntiforme P In ogni punto di incidenza l'angolo di riflessione è uguale all'angolo di incidenza, l'angolo di incidenza varia a seconda del punto di incidenza, I raggi riflessi divergono, mentre i prolungamenti geometrici si incontrano nel punto P', simmetrico di P rispetto alla superficie piana (per similitudine si dimostra che la distanza dei punti P e P' dalla superficie riflettente è uguale), Riccardo Fabbri 3 (Dispense ed esercizi su

4 Il punto per cui passano tutti i raggi riflessi si chiama immagine della sorgente. L'immagine si dice reale se i raggi passano attraverso ad essa; si dice virtuale quando invece passano attraverso ad essa solo i loro immaginari prolungamenti geometrici, come se i raggi riflessi provenissero da un punto posto dietro la superficie. Le immagini virtuali non possono essere raccolte su uno schermo. Nel caso di una superficie riflettente piana l'immagine è quindi virtuale, non passando per essa alcun raggio di lune. Solo una parte dei raggi riflessi viene raccolta da un osservatore, con l'illusione di vedere questi raggi provenire dall'immagine virtuale P'. Riflessione da una sorgente estesa Se davanti alla superficie riflettente si trova una superficie estesa, viene generata una immagine virtuale per ogni punto della sorgente. L'immagine complessiva, virtuale, ha le stesse dimensioni dell'oggetto e, come si pu ò verificare per costruzione geometrica, è dritta. Cosa succede nel caso di superfici, a prima vista lisce, ma in realt à scabre (ovvero presentano asperit à, sia pure a livello microscopico)? Si ha in questo caso il fenomeno della diffusione. Ciascun raggio di luce incidente viene deviato secondo le leggi della riflessione. Poich é le diverse porzioni delle superfici hanno inclinazioni differenti, i raggi riflessi sono Riccardo Fabbri 4 (Dispense ed esercizi su

5 distribuiti in diverse direzioni. Questa è l'origine della scia luminosa dei riflessi del Sole sul mare, la cui superficie è continuamente in moto a causa delle onde. Gli Specchi Lo specchio è un dispositivo particolarmente efficiente per riflettere la luce. Lo specchio "classico" è costituito da tre elementi: (1) Uno strato finissimo, intermedio, di metallo, tipicamente argento per le sue qualità riflettenti. Ottenere strati metallici di maggior spessore mantenendo una superficie sufficientemente liscia, protetta e meccanicamente stabile per tempi lunghi presenta costi sensibilmente maggiori. (2) Questa difficoltà è superata usando il vetro che è un mezzo sufficientemente trasparente, facile ed economico da lavorare per ottenere una superficie liscia su cui depositare uno strato finissimo di metallo seguendo il profilo non scabro della superficie vetrosa. Il mezzo trasparente di vetro offre in aggiunta un supporto stabile e meno soggetto a deformazioni meccaniche nel tempo rispetto al metallo. Infine, aspetto molto importante, offre protezione alla superficie riflettente metallica contro agenti atmosferici quali l'ossidazione a contatto con l'aria. Riccardo Fabbri 5 (Dispense ed esercizi su

6 "Il vetro non ha quindi alcuna funzione essenziale nel fenomeno della riflessione ma serve solamente come supporto rigido e piano della sottile metallizzazione, che ha invece l'ufficio vero e proprio di riflettere la luce." (3) Uno strato protettivo (come la lacca) viene infine posto a contatto della superficie posteriore dello strato metallico, proteggendolo dagli agenti atmosferici anche nel lato non utilizzato. Riccardo Fabbri 6 (Dispense ed esercizi su

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