In questa seconda parte della rubrica, in cui analizziamo gli effetti delle onde, ci occuperemo di riflessione, rifrazione e interferenza.
4. RIFLESSIONE
L’onda subisce un cambio di direzione dopo un impatto con un materiale riflettente.
In un campo di radiazione elettromagnetica, l’energia viene in parte assorbita dal corpo che viene colpito, in parte viene riflessa e in parte trasmessa. La somma delle quantità di energia è uguale a quella iniziale, per il principio di conservazione dell’energia.
Può essere classificata a seconda del tipo di riflessione. Può essere:
• spettrale per indicare la radiazione monocromatica, cioè considerata lunghezza d’onda per lunghezza d’onda;
• radiante (contrapposto a luminosa) per indicare che la radiazione è data in termini di energia totale, cioè è espressa mediante grandezze radiometriche;
• luminosa (contrapposto a radiante) per indicare che la radiazione è pesata secondo la funzione di efficienza luminosa dell’occhio, cioè è espressa in grandezze fotometriche.
La riflessione può avvenire:
• specularmente (riflessione speculare o regolare) cioè in un’unica direzione
• diffusamente (riflessione diffusa) cioè in varie direzioni.
Se prendiamo in considerazione le onde elettromagnetiche, secondo il principio di Fermat possiamo affermare che “Il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale al piano nel punto di incidenza giacciono sullo stesso piano” e per il principio di Huygens-Fresnel, “L’angolo di incidenza e l’angolo di riflessione sono uguali”.
Un’onda elettromagnetica riflessa può subire uno sfasamento. Questo dipende dagli indici di rifrazione del mezzo nel quale viaggia la luce (n1) e del mezzo oltre la superficie riflettente (n2):
Se n1 > n2 non c’è sfasamento;
Se n1 < n2 la radiazione riflessa è sfasata di π, cioè di mezza lunghezza d’onda.
Questo meccanismo, è utilizzato per la misurazione delle onde gravitazionali nei progetti VIRGO e LIGO, di cui parleremo nei prossimi articoli.
5. RIFRAZIONE
Quando l’onda incontra un altro mezzo di propagazione e la sua velocità di propagazione cambia, subisce una deviazione. Un classico esempio è quello che si nota nella rifrazione della luce quando immergiamo qualcosa nell’acqua. L’oggetto sembra spezzato proprio per la rifrazione. Stessa cosa accade anche ad altri tipi di onde, come quelle del mare a profondità diverse. Questo fenomeno è alla base dell’invenzione delle lenti, ma anche la causa degli arcobaleni. In questo caso la luce passa per un prisma (es. gocce d’acqua) che scompone la luce bianca nei vari colori.
6. INTERFERENZA
Quando in un punto si sovrappongono due o più onde si genera un’interferenza.
In questo caso l’ampiezza della nuova onda può variare da un minimo in cui non si presenta nessun fenomeno ondulatorio, e un massimo, in cui il valore dell’ampiezza è la somma delle intensità.
L’interferenza può essere:
– Costruttiva: l’intensità risultante è maggiore di ogni singola intensità
– Distruttiva: l’intensità risultante è minore di ogni singola intensità
fonti:
https://www.chimica-online.it/fisica/riflessione.htm
https://it.wikipedia.org/wiki/Onda