In fisica, la legge di Snell fornisce l’equazione che descrive come la luce viene rifratta quando viaggia da un mezzo a un altro. Utilizzando l’equazione della legge di Snell, è possibile determinare la dimensione dell’angolo di curvatura della luce. Per determinare l’angolo di rifrazione è necessario conoscere l’angolo iniziale della luce e l’indice di rifrazione dei due materiali.
Quando le onde si spostano da un tipo di mezzo all’altro, ad esempio dall’aria all’acqua, si piegano o cambiano direzione. Questo fenomeno è chiamato rifrazione. Il motivo per cui si verifica la flessione è perché le onde viaggiano a velocità diverse in materiali diversi. La luce è un esempio di un’onda che viene rifratta quando si muove attraverso mezzi diversi.
Gli angoli iniziale e piegato di un raggio di luce vengono misurati in base alla relazione con la normale. La normale è una linea retta perpendicolare, o ad angolo retto, alla superficie in cui la luce entra nel mezzo. L’angolo di incidenza è l’angolo che la luce forma con la normale sulla superficie. L’angolo di rifrazione è l’angolo con cui la luce viene rifratta verso o lontano dalla normale all’interno del nuovo mezzo.
Ad esempio, un raggio di luce viaggia attraverso un materiale con indice di rifrazione X ed entra in un altro materiale con indice di rifrazione Y. L’angolo di incidenza è x e l’angolo di rifrazione sarebbe y. Usando le variabili date, la legge di Snell verrebbe scritta come: X*seno(x) = Y*seno(y). Per trovare l’angolo di rifrazione, l’equazione può essere riscritta come seno(y) = X*seno(x)/Y o y = arcoseno(X*seno(x)/Y).
La densità del mezzo entro il quale viaggia la luce determinerà la velocità della luce. Se il raggio di luce si sposta in un mezzo più denso, rallenterà, quindi il raggio si piegherà verso la normale. La curvatura verso la normale rende l’angolo di rifrazione più piccolo dell’angolo di incidenza. Se la luce si sposta in un mezzo meno denso, accelera, facendola piegare lontano dalla normale e l’angolo di rifrazione sarà maggiore dell’angolo di incidenza.
Ad esempio, se un raggio di luce viaggia dall’aria all’acqua ed entra nell’acqua con un angolo di 30 gradi, possiamo usare la legge di Snell per capire di quanto si piegherà la luce, ovvero y. L’indice di rifrazione dell’aria è 1 e per l’acqua è 1.33. Usando l’equazione data in precedenza, y = arcsin(1*sine(30)/1.33). seno(30) = 0.5, quindi y = arcoseno(0.5/1.33) = 22.1. Pertanto, l’angolo di rifrazione della luce che entra nell’acqua con un angolo di 30 gradi è 22.1 gradi.