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L’indice di rifrazione

Le proprietà ottiche di un mezzo sono quantificate da un parametro detto indice di rifrazione assoluto. Si tratta di un numero puro, caratteristico di ogni mezzo, che assume il valore 1 per il vuoto e valori superiori per qualunque altro mezzo materiale. Esso rappresenta il fattore di cui si riduce la velocità di propagazione della luce (e di qualunque altro tipo di radiazione elettromagnetica) quando questa viaggia in un mezzo diverso dal vuoto, rispetto al valore che ha nel vuoto. Vale infatti la relazione v=c/n, dove c è la velocità della luce nel vuoto (circa 300.000 km/s) e n è appunto l’indice di rifrazione assoluto del mezzo considerato. In genere, l’indice di rifrazione assoluto dei gas non si discosta di molto dall’unità (quello dell’aria è 1,000293); quello dei liquidi e dei solidi varia invece da un minimo di 1,3 a un massimo di circa 2,8.

Oltre all’indice di rifrazione assoluto, si definisce anche un indice di rifrazione relativo, dato dal rapporto tra gli indici assoluti di due sostanze messe a confronto (in genere, la sostanza di riferimento è l’aria).

In realtà, l’indice di rifrazione assoluto non ha un valore costante, ma varia secondo la lunghezza d’onda della radiazione considerata. Ciò significa che, se un fascio di luce bianca attraversa una superficie di separazione tra due mezzi, ogni sua componente monocromatica (ogni onda di una determinata lunghezza d’onda, e quindi di colore diverso) viene deviata a un angolo leggermente diverso. È per questo che, quando un fascio di luce bianca attraversa un prisma di vetro, ne emerge un fascio colorato, in cui le singole componenti cromatiche sono ben distinguibili. Si tratta del principio che spiega il fenomeno della dispersione della luce e, più in generale, di tutta la radiazione elettromagnetica.