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Riflessione< Principio di Huygens | Indice | Legge di Snell > La luce si riflette negli specchi e su tutte le superfici. Se guardate uno specchio piano vedete gli oggetti al di là dello specchio alla stessa distanza dell'oggetto dalla superficie, apparentemente dietro di essa. L'impressione è dovuta alla ricostruzione operata dal nostro cervello, che assume automaticamente un percorso rettilineo della luce, come l'esperienza suggerisce normamente. La figura sottostante illustra il percorso rosso dei raggi immaginato, rettilineo, e quello reale: il raggio verde emesso dalla sorgente subisce una la riflessione speculare in cui {$$\theta_i = \theta_r$$}  II raggi riflessi sono linee continue da destra in alto verso l'occhio a sinistra in alto. Il raggio rosso tratteggiato, dietro lo specchio orizzontale è immaginato dal nostro cervello. Il cervello ricostruisce l'immagine supponendo che i raggi viaggino in linea retta. I due occhi vedono raggi che hanno angoli di incidenza leggermente diversi (qui se ne mostra uno solo) e la sorgente è il punto di intersezione dei due raggi riflessi, dietro lo specchio. Newton ipotizzò che la luce fosse fatta di particelle perchè, come abbiamo visto, la conservazione del momento in un urto elastico tra particelle e un muro di massa enormemente maggiore genera proprio la stessa legge di uguaglianza tra angolo incidente e angolo riflesso. Huygens si rese conto dall'osservazione che anche le onde sulla superficie del lago si riflettono specularmente, ad esempio su una parete rigida verticale, e lo dimostrò geometricamente. La riflessione con il principio di Huygens si descrive disegnando un fronte d'onda ed il suo raggio perpendicolare che incide su uno specchio, e che forma un angolo {$\theta$} con la normale allo specchio (angolo di incidenza). La figura di sinistra mostra in rosso il fronte d'onda AB, il raggio (tratteggiato) che passa per A ed incide in C sullo specchio orizzontale. In verde il fronte d'onda riflesso DC e il suo raggio (tratteggiato) BD. I due triangoli ABC e BDC sono uguali perchè hanno il lato BC in comune, sono entrambi rettangoli e costruiti imponendo che i raggi BD e AC siano uguali entrambi a {$\lambda$}. Di consguenza devono essere uguali anche gli angoli {$\theta$}.  A sinistra il punto A del fronte d'onda rosso incidente genera un ondina sferica di Huygens (rossa) che arriva in C; il punto B dello stesso fronte genera l'altra ondina sferica rossa che, nello stesso tempo {$T$} (raggi pari a {$\lambda$}) giunge in D. Il punto D è identificato dal fatto che il fronte d'onda verde riflesso passa per C ed è tangente in D all'onda di Huygens originata da B. A destra gli stessi fronti d'onda spostati in modo che i raggi incidano e ripartano dal medesimo punto, formando angoli uguali con la normale blu. La figura di destra che ha fronti d'onda e raggi paralleli a quelli appena descritti, mostra che gli stessi angoli uguali rappresentano rispettivamente l'angolo di incidenza e di riflessione, ovvero Come sosteneva Huygens anche le onde che obbediscono al suo principio si riflettono specularmente. Quindi l'argomento di Newton che desume la natura corpuscolare della luce dalla riflessione non è risolutivo. Occorrerà scoprire i fenomeni di interferenza e diffrazione (Young, 1800) per assegnare definitivamente all luce una natura ondulatoria, poi dimostrata da Maxwell. E occorrerà attendere Einstein per riscoprire la natura quantistica della luce: la particella, il fotone, è discreta perchè trasporta una quantità finita di energia, senza perdere la sua natura ondulatoria. < Principio di Huygens | Indice | Legge di Snell > |