L'angolo riflesso è lo stesso di quello incidente, quello rifratto si avvicina alla normale della superficie se l'indice di rifrazione cresce.
La legge di Snell descrive quantitativamente questo fenomeno:
dove n1 e theta1 sono gli indici di rifrazione e l'angolo di incidenza del mezzo 1 e n2 e theta2 sono gli indici di rifrazione del mezzo 2.
In foto è mostrata la riflessione e rifrazione di un puntatore laser nello stagno del Riken: in questo caso n1=1 (aria) ed n2=1.33 (acqua).
Il raggio rifratto si avvicina alla normale alla superficie perchè l'indice di rifrazione dell'acqua è maggiore di quello dell'aria (per inciso la velocità della luce nel mezzo scende con l'aumentare di n: nell'acqua il raggio si muove "appena" a circa 200,000 km/s).
La luce del raggio laser è visibile grazie alle molecole d'aria e polvere che ne assorbono parte dei fotoni e li riemettono in tutte le direzioni; nel vuoto il laser è invisibile, con buona pace degli effetti speciali dei film di fantascienza.
Inoltre poichè l'acqua è un mezzo circa 1000 volte più denso dell'aria, il raggio rifratto è più luminoso perché assorbe - e riemette - più luce.
Se invece il raggio luminoso ha origine nell'acqua questo si allontana dalla normale quando prosegue nell'aria. Vi è quindi un un angolo limite (seno(theta)= naria / nacqua = 48.7 gradi) in cui la luce si propaga parallelamente alla superficie: oltre questo valore la riflessione del raggio è totale e non vi è raggio rifratto.
Ad esempio nella foto accanto, la luce del centro commerciale (sulla destra) entra nell'acquario ma non ne può uscire: il vetro sulla destra non è dunque trasparente ma può solo riflettere luce e le immagini dell'interno dell'acquario.
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| Angolo limite (da qui) |
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