La rifrazione e la dispersione della luce ed i colori

Definizione

Quando un raggio luminoso, cioè un'onda elettromagnetica, incontra una superficie che separa due mezzi differenti, il raggio modifica la propria direzione.

Il raggio di luce che arriva sulla superficie si chiama raggio incidente e forma con la perpendicolare alla superficie l'angolo di incidenza.

Il raggio di luce che dalla superficie cambia direzione si chiama raggio rifratto e forma con la perpendicolare alla superficie l'angolo di rifrazione.

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La rifrazione segue delle leggi molto precise:

il raggio incidente, il raggio rifratto e la perpendicolare alla superficie si trovano sullo stesso piano;
se il raggio luminoso passa da un mezzo più denso ad un mezzo meno denso l'angolo di rifrazione è maggiore dell'angolo di incidenza, al contrario se il raggio luminoso passa da un mezzo meno denso ad un mezzo più denso l'angolo di rifrazione è minore di quello di incidenza.

Le leggi della rifrazione sono alla base del funzionamento delle lenti, poiché modificando la direzione della luce permettono di vedere gli oggetti più lontani o più vicini.

La dispersione della luce

La luce del Sole è una luce che ci appare bianca e, appunto perciò, si chiama luce bianca ma in realtà contiene tutti i colori.

Se si fa passare un fascio di luce bianca attraverso un prisma di vetro, la luce viene scomposta in sette colori, i colori dell'arcobaleno, detti colori dell'iride.

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La scomposizione della luce è presto spiegata dalla rifrazione: quando la luce passa dall'aria al prisma e dal prisma torna nell'aria, viene deviata a seconda della lunghezza d'onda, poiché ogni colore ha una lunghezza d'onda diversa allora ogni colore viene rifratto con un angolo diverso che ci permette, così, di vedere i colori tutti separati cioè tutti rifratti con angoli diversi.
L'arcobaleno si forma proprio perché le goccioline d'acqua si comportano come tanti prismi!

I colori

Ogni corpo illuminato risulta visibile perché riflette la luce che lo illumina, ma non la riflette tutta, una parte di luce viene assorbita. Infatti, il colore degli oggetti è dato dal colore corrispondente alla lunghezza d'onda che non assorbe, per questo gli oggetti non ci risultano tutti bianchi come dovrebbero essere dato che la luce che li colpisce è, appunto, bianca. Le lunghezze d'onda che non vengono riflesse vengono assorbite dai pigmenti, sostanze capaci si assorbire particolari onde.

Si può quindi concludere che un oggetto bianco non assorbe nessuna lunghezza d'onda, mentre un oggetto nero le assorbe tutte; per questo il nero non è davvero un colore bensì è assenza di luce.