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Quando un raggio di luce incide sulla superficie di separazione fra due materiali differenti (ad esempio aria-acqua, oppure aria-vetro), si generano un raggio riflesso, che torna indietro, e un raggio rifratto o trasmesso che si propaga nel secondo mezzo.

Tutti i tipi di onde, non solo quelle elettromagnetiche, presentano lo stesso tipo di comportamento.

Proprietà della riflessione e rifrazione.

· Il raggio incidente, quello riflesso, quello rifratto e la normale (perpendicolare) alla superficie di separazione tra i due mezzi giacciono tutti nello stesso piano

Inoltre gli angoli rispetto alla perpendicolare alla superficie dei raggi incidente, riflesso e rifratto sono legati fra loro.

· L'angolo di riflessione è uguale a quello di incidenza (i = r).

· Il rapporto tra l'angolo di rifrazione e quello di incidenza è un po' più complicato: segue la cosiddetta legge di Snell, che fa entrare in gioco gli indici di rifrazione dei due mezzi: n1 sin i = n2 sin r.

Riflessione interna totale e angolo limite

Nel caso in cui il materiale in cui viaggia il raggio incidente ha l'indice di rifrazione maggiore, il raggio rifratto si allontana dalla perpendicolare.

All'aumentare dell'angolo di incidenza, aumenta l'angolo di rifrazione, finchè per un certo valore dell'angolo di incidenza l'angolo rifratto è pari a 90°, cioè il raggio rifratto non penetra affatto nel secondo mezzo. Questa situazione vene detta riflessione totale e l'angolo per cui questo fenomeno avviene è l'angolo limite.