Come devia un fascio uno specchio inclinato?
Come devia un fascio uno specchio inclinato?
- Scegli incidenza di 30° e individua entrambi gli angoli.
- Ruota lo specchio di 10° mantenendo fisso il fascio incidente.
- Confronta le direzioni uscenti prima e dopo.
Che cosa misurare
Tutti gli angoli sono misurati dalla normale locale, in gradi nei controlli.
L’idea alla base
La riflessione speculare conserva l’angolo rispetto alla normale locale. Ruotare lo specchio ruota la normale e cambia la direzione uscente del doppio, se il fascio incidente resta fisso. La scena mostra raggi paralleli e la normale sul banco ottico. I raggi sono percorsi geometrici, non l’oscillazione trasversale del campo elettromagnetico.
θᵣ=θᵢ · Δφbeam=2ΔφmirrorTutti gli angoli sono misurati dalla normale locale, in gradi nei controlli.
Costruisci il ragionamento
- Individua l’asse ottico e la normale a ogni interfaccia.
- Applica la riflessione, la legge di Snell o l’equazione paraxiale della lente secondo il modello.
- Verifica i casi limite: indici uguali, oggetto nel piano focale o fenditura molto più larga della lunghezza d’onda.
Esempio svolto 1
Un raggio incidente a 35° si riflette a 35° dalla normale.
Esempio svolto 2
Ruotare lo specchio di 5° devia un fascio fisso di 10°.
Applicazioni
Fotocamere, microscopi e fibre ottiche combinano percorsi geometrici e limiti ondulatori. Un’immagine geometricamente nitida può essere limitata dalla diffrazione.
Errore comune
Gli angoli si misurano dalla normale, non dalla superficie. Un’immagine virtuale si trova prolungando i raggi all’indietro: i raggi reali non vi convergono.
Un’indagine ulteriore
Scegli un’inclinazione che devii il fascio di 24°.
Verifica la comprensione
Gli angoli di riflessione si misurano da…
- La normale
- La superficie
- La fotocamera
Spiegazione
Il riferimento è la normale locale. La rotazione richiesta è 12°.
Limiti del modello
Specchio piano perfetto e raggi geometrici; nessuna rugosità, assorbimento o polarizzazione.