Fis. - Fenomeno ottico per cui un raggio di luce incidente subisce una
brusca variazione della direzione di propagazione nell'attraversare la
superficie di separazione tra due mezzi materiali isotropi diversi.
║ Anche il fenomeno per cui un raggio
luminoso percorre una traiettoria curvilinea, anziché rettilinea, nella
propagazione in un unico mezzo, non omogeneo per quanto riguarda le
caratteristiche ottiche. Come la riflessione, la
r. è un fenomeno
associato a qualsiasi tipo di perturbazione ondulatoria: la teoria sviluppata
nel caso della propagazione della luce, quindi, è valida anche nel caso
di propagazione di radiazione elettromagnetica, di onde elastiche, di onde
sonore, ecc. ║
R. atmosferica:
incurvamento che i raggi luminosi e le onde di ogni tipo, elettromagnetiche o
elastiche, subiscono nel passaggio attraverso l'atmosfera terrestre. Tale
fenomeno è dovuto alla variazione dell'indice di
r. atmosferico
con l'altezza dal suolo. La
r. atmosferica ha particolare rilevanza in
astronomia, poiché consente di calcolare l'effettiva posizione di un
astro rispetto alla sua posizione apparente.
║
R. elettrica: fenomeno per cui le
linee di forza di un campo elettrico subiscono una deviazione in corrispondenza
della superficie di separazione tra due mezzi aventi costanti dielettriche
diverse. Il rapporto tra le costanti dielettriche dei due mezzi prende il nome
di
indice di r. elettrica. ║
R.
magnetica: fenomeno per cui le linee di forza di un campo magnetico
subiscono una deviazione nell'attraversare la superficie di separazione tra due
mezzi aventi diversa permeabilità magnetica. Il rapporto tra le
permeabilità magnetiche dei due mezzi prende il nome di
indice di r.
magnetica. ║
R. di radiazioni
elettromagnetiche: fenomeno per cui una radiazione elettromagnetica subisce
una deviazione nell'attraversare la superficie di separazione tra due mezzi
aventi diverse caratteristiche ottiche o, equivalentemente, diverse costanti
elettromagnetiche (costante dielettrica, permeabilità magnetica,
conduttività elettrica). La superficie di separazione attraverso la quale
le costanti elettriche subiscono una netta variazione prende il nome di
superficie rifrangente. Il fenomeno della
r. è regolato
dalle seguenti leggi: il raggio rifratto giace sul
piano di incidenza,
cioè sul piano che il raggio incidente forma con la normale alla
superficie nel punto di incidenza (
prima legge della r.); il rapporto tra
il seno dell'angolo di incidenza e il seno dell'angolo di
r. è
costante per qualsiasi inclinazione del raggio incidente (
seconda legge di
r.): il valore di tale costante, che si indica con il simbolo
n12, prende il nome di
indice di r. del secondo mezzo
rispetto al primo (se il primo mezzo è il vuoto, viene detto indice di
r. assoluto del secondo mezzo). Il valore dell'indice di
r.
dipende dalla lunghezza d'onda della radiazione considerata; pertanto, se il
raggio incidente non è monocromatico, ma è costituito da luce
bianca, ogni radiazione semplice componente subirà una diversa
deviazione, dando luogo al fenomeno della
dispersione luminosa. L'indice
di
r. cresce al diminuire della lunghezza d'onda della radiazione
considerata: ciò significa che i raggi infrarossi (lunghezza d'onda
massima) sono i più deviati, mentre i raggi ultravioletti (lunghezza
d'onda minima) sono i meno deviati. Se l'indice di
r. è maggiore
di 1 (passaggio da un mezzo meno denso a uno più denso), l'angolo di
incidenza è maggiore dell'angolo di
r., e il raggio rifratto si
avvicina alla normale; se, invece, l'indice di
r. è minore di 1,
il raggio rifratto si allontana dalla normale. Mentre nel primo caso si ha
sempre
r., nel secondo caso l'angolo di incidenza risulta limitato dal
valore in corrispondenza al quale l'angolo di
r. è pari a
90°: se l'angolo di incidenza supera tale limite, infatti, il raggio
rifratto forma con la normale un angolo maggiore di 90°, ovvero viene
riflesso dalla superficie di separazione (fenomeno della riflessione totale).
Come per la riflessione, le leggi della
r. possono essere dedotte
trattando il fenomeno in termini di onde elettromagnetiche: in tale modo,
inoltre, è possibile ottenere informazioni riguardanti lo stato di
polarizzazione e l'intensità delle onde rifratte. Una radiazione
incidente comunque polarizzata, o anche non polarizzata, subisce nella
r.
una polarizzazione parziale; a differenza della riflessione, manca un angolo in
corrispondenza al quale la polarizzazione sia totale. Infine, il rapporto tra
l'intensità delle onde rifratte e l'intensità delle onde incidenti
prende il nome di
coefficiente o
fattore di r.
║
R. conica: fenomeno per cui raggi
luminosi incidenti su lamine tagliate da cristalli trasparenti biassici formano
fasci di raggi rifratti che, intercettati su uno schermo ad essi ortogonale,
danno luogo su di esso a un anello luminoso.
║
R. continua:
r. che una
radiazione subisce nella propagazione attraverso un mezzo il cui indice di
r. assoluta varia con continuità.
║
R. diffusa: fenomeno di
r.
che si osserva quando la superficie rifrangente è molto irregolare,
oppure quando il mezzo è disomogeneo su scala confrontabile con la
lunghezza d'onda della radiazione incidente.
║
R. specifica: relativa a una data
sostanza e a una data radiazione incidente, è la quantità
k'
definita dalla formula
nella quale
n è l'indice di
r. assoluto della sostanza per la
radiazione in esame e
μ è la massa specifica. Il prodotto di
k' per la massa molecolare di una sostanza prende il nome di
r.
molecolare, mentre il prodotto di
k' per la massa atomica di un
elemento prende il nome di
r. atomica.
║
R. sonora e di onde
elastiche: fenomeno analogo a quello della
r. ottica, per cui onde
elastiche subiscono una deviazione nell'attraversare la superficie di
separazione tra due mezzi nei quali le onde si propaghino con velocità
diverse. La
r. di onde elastiche è regolata da leggi analoghe a
quelle della
r. di radiazioni luminose ed elettromagnetiche in genere, ad
eccezione delle considerazioni sulla polarizzazione, che riguardano solo onde
trasversali. Tale fenomeno ha importanza particolare in sismologia, per la
propagazione di onde sismiche, e in acustica, per la propagazione di onde
sonore.