Impara tutto sul fenomeno di riflessione della luce su superfici piane o curve.

La riflessione della luce

La riflessione della luce è quel fenomeno che accade quando la luce colpisce un oggetto e "rimbalza" indietro. Scopri cosa succede quando la superficie riflettente è piana e quando è curva. Impara cosa sono l'angolo di riflessione e l'angolo di incidenza.

Quando un raggio luminoso colpisce una superficie e "rimbalza" indietro variando la sua direzione, si parla di riflessione della luce.

Le superfici riflettenti possono essere piane o curve e questo influisce sull'immagine riflessa, in uno specchio curvo infatti, l'immagine risulta deformata.

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Prerequisiti per imparare la riflessione

Le leggi della riflessione

La riflessione è il fenomeno per cui il raggio luminoso incide su una superficie variando la propria direzione di propagazione.

Il raggio:

  • incidente sulla superficie è detto raggio incidente 
  • uscente dalla superficie è detto raggio riflesso.

L'angolo compreso:

  • tra il raggio di incidenza e la perpendicolare alla superficie è detto angolo di incidenza
  • tra la perpendicolare alla superficie e il raggio riflesso è detto angolo di riflessione.

Esistono due leggi sperimentali riguardo il fenomeno della riflessione:

  1. il raggio incidente, il raggio riflesso e la perpendicolare alla superficie riflettente nel punto di incidenza appartengono allo stesso piano.
  2. l'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione.

Riflessione su specchio piano

Le sorgenti luminose puntiformi emettono luce in tutte le direzioni.

Avvicinando la sorgente ad uno specchio si nota come si possa vedere un'immagine detta virtuale, proveniente da un'altra sorgente posta dietro allo specchio
Quindi un'immagine viene definita virtuale se in essa convergono i prolungamenti dei raggi di luce che giungono al nostro occhio dopo essersi riflessi sullo specchio.

L'immagine riflessa da uno specchio è virtuale e scambia la destra con la sinistra. 

Per un oggetto rettilineo l'immagine virtuale ha le stesse dimensioni dell'oggetto reale ed è inoltre dritta e in posizione simmetrica rispetto ad esso.
Immagine e oggetto non sono sovrapponibili ma inversamente uguali, ovvero sono uguali, ma con la destra scambiata con la sinistra.

Esempio.
La scritta sul cofano dell'ambulanza.

L'effetto ''cucchiaio''

Sarà sicuramente capitato anche a te di specchiarti in un cucchiaio da cucina, ma ti sei mai chiesto come mai la tua immagine viene deformata o capovolta?

Il cucchiaio è un vero e proprio specchio curvo.
Se lo guardi:

  • nella parte interna ottieni uno specchio concavo, che capovolge la tua immagine
  • nella parte esterna ottieni uno specchio convesso, che deforma la tua immagine.

Gli specchi curvi

Gli specchi curvi si dividono in parabolici e sferici.

Gli specchi parabolici hanno una forma pararabolica. Ad essi viene associato un punto detto fuoco che ha due proprietà:

  • I raggi emessi da una sorgente puntiforme posta nel fuoco si riflettono sullo specchio, in modo da allontanarsi in un fascio di raggi paralleli
  • I raggi che arrivano paralleli all'asse ottico (asse di simmetria dello specchio, passante per il fuoco e il vertice, ossia la proiezione del fuoco dello specchio), dopo che sono stati riflessi, si intersecano tutti nel fuoco dello specchio. 

Questi specchi vengono generalmente utilizzati per accumulare energia solare.

Gli specchi sferici sono ricavati da una porzione di sfera ed hanno un fuoco definito se l'angolo al centro formato dagli estremi dello specchio è molto piccolo. Le loro caratteristiche sono:

  • l'asse ottico (asse di simmetria) passa per il centro della sfera e per il vertice dello specchio
  • la distanza focale è la distanza tra il fuoco e il vertice.

In uno specchio sferico di piccola apertura la distanza focale è uguale alla metà del raggio £$F=\frac{r}{2}$£

L'immagine di uno specchio sferico può essere:

  • reale se determinata dai raggi riflessivi
  • virtuale se formata dall'intersezione dei loro prolungamenti.

Per determinare come si comporta un raggio che si riflette su uno specchio sferico possiamo ricondurci a questi casi:

  • se il raggio incidente è parallelo all'asse ottico, allora il raggio riflesso passerà per il fuoco
  • se il raggio incidente passa per il fuoco, allora il raggio riflesso sarà parallelo all'asse ottico
  • se il raggio incidente passa per il centro, anche il raggio riflesso passerà per il centro (il raggio viene quindi riflesso su se stesso)
  • se il raggio incidente colpisce il vertice dello specchio verrà riflesso in modo simmetrico rispetto all'asse ottico.

Graficamente occore tracciare almeno due di questi raggi e segnare la loro intersezione (o quella dei loro prolungamenti nel caso di un'immagine virtuale), per verificare posizione, dimensione e verso dell'immagine riflessa.