Physics

Ci sono tre modi in cui la luce può viaggiare da una fonte a un’altra posizione. (Vedi Figura 1.) Può venire direttamente dalla sorgente attraverso lo spazio vuoto, come dal Sole alla Terra. O la luce può viaggiare attraverso vari media, come aria e vetro, alla persona. La luce può anche arrivare dopo essere stata riflessa, ad esempio da uno specchio. In tutti questi casi, la luce è modellata come viaggiare in linee rette chiamate raggi. La luce può cambiare direzione quando incontra oggetti (come uno specchio) o nel passaggio da un materiale all’altro (come nel passaggio dall’aria al vetro), ma poi continua in linea retta o come un raggio. La parola raggio viene dalla matematica e qui significa una linea retta che ha origine ad un certo punto. È accettabile visualizzare i raggi di luce come raggi laser (o anche raffigurazioni di fantascienza di pistole a raggi).

Gli esperimenti, così come le nostre esperienze, mostrano che quando la luce interagisce con oggetti diverse volte più grandi della sua lunghezza d’onda, viaggia in linee rette e agisce come un raggio. Le sue caratteristiche ondulatorie non sono pronunciate in tali situazioni. Poiché la lunghezza d’onda della luce è inferiore a un micron (un millesimo di millimetro), agisce come un raggio nelle molte situazioni comuni in cui incontra oggetti più grandi di un micron. Ad esempio, quando la luce incontra qualcosa che possiamo osservare con gli occhi senza aiuto, come uno specchio, agisce come un raggio, con solo sottili caratteristiche ondulatorie. Ci concentreremo sulle caratteristiche del raggio in questo capitolo.

Poiché la luce si muove in linee rette, cambiando direzione quando interagisce con i materiali, è descritta dalla geometria e dalla semplice trigonometria. Questa parte dell’ottica, dove domina l’aspetto del raggio della luce, è quindi chiamata ottica geometrica. Ci sono due leggi che governano come la luce cambia direzione quando interagisce con la materia. Queste sono la legge della riflessione, per le situazioni in cui la luce rimbalza sulla materia, e la legge della rifrazione, per le situazioni in cui la luce passa attraverso la materia.

Riepilogo della sezione

Una linea retta che ha origine ad un certo punto è chiamata raggio.
La parte dell’ottica che si occupa dell’aspetto del raggio della luce è chiamata ottica geometrica.
La luce può viaggiare in tre modi da una sorgente ad un’altra posizione: (1) direttamente dalla sorgente attraverso lo spazio vuoto; (2) attraverso vari media; (3) dopo essere stata riflessa da uno specchio.

Glossario

ray: linea retta che ha origine ad un certo punto

ottica geometrica: parte dell’ottica che si occupa dell’aspetto del raggio della luce