Lenti e rifrazione

Nell'esercitazione in classe abbiamo visto che le lenti deviano i raggi luminosi in modo regolare. Alcune (lenti convergenti) li deviano verso l'interno in modo che si incrociano tutti in un punto chiamato “fuoco”. La distanza del fuoco dipende dalla curvatura della superficie della lente, maggiore è la curvatura più vicino alla lente il fuoco. Dopo il fuoco i raggi luminosi si trovano dal lato opposto rispetto l'asse della lente. Ecco perché l'immagine formata da una lente è capovolta. Le lenti che hanno la curvatura concava (lenti divergenti) deviano invece i raggi luminosi verso l'esterno.

Ma come fanno le lenti a deviare i raggi luminosi? È possibile grazie ad un fenomeno chiamato rifrazione. Questo fenomeno è quello per cui gli oggetti parzialmente immersi in acqua sembrano avere una netta piega proprio nel punto di immersione, ci avrete già fatto caso facendo il bagno o vedendo un cucchiaino in un bicchiere d'acqua.
Nell'esperimento abbiamo visto che i raggi luminosi quando attraversano la superficie di separazione tra due materiali trasparenti diversi subiscono una deviazione che dipende da due fattori:
1) L'inclinazione dei raggi, tanto maggiore è l'inclinazione del raggio incidente (quello che arriva alla superficie) rispetto la perpendicolare della superficie, tanto maggiore è la deviazione subita dal raggio rifratto (quello che esce dalla superficie).
2) La natura dei due materiali, l'aria ha un angolo di rifrazione maggiore rispetto gli altri materiali come è possibile vedere nello schema (rispetto alla plastica nell'esperimento in classe)

I raggi uscenti dalla parte destra del parallelepipedo, avevano la stessa direzione di quelli che sono entrati dal lato sinistro, risultandone quindi spostati ma paralleli, questo perché ogni raggio subisce due rifrazioni, la prima entrando e la seconda uscendo dall'oggetto di plastica. Le due rifrazioni sono uguali ma opposte, rimettendo così il raggio nella stessa direzione originaria.
Ecco quindi perché le lenti riescono a deviare i raggi luminosi, e per sì che la lente sia fatta bene deve avere anche una curvatura regolare delle sue superfici in modo che tutti i raggi luminosi si incrocino, nel caso di una lente convergente, in un punto solo.