La prossima volta che andate in piscina o al mare potete fare un esperimento che spiega le fibre ottiche. Guardando direttamente in su, si vede attraverso l’acqua. Guardando più di sbieco la superficie, c’è un punto dopo il quale diventa come uno specchio. Sembra una cavolata, ma apre una finestra su un sacco di fisica complicata.

A seconda del materiale che sta attraversando, la luce viaggia a velocità diverse: l’acqua la rallenta meno del vetro, l’aria meno dell’acqua. Il vuoto la rallenta meno di tutti, lasciandola andare a tutta velocità.

Passando dall’aria all’acqua, la luce rallenta, ma il suo colore (ovvero, la sua frequenza), però, non cambia. Per mettere d’accordo queste due cose, la luce deve piegare il suo cammino. L’angolo a cui si piega dipende dalla sua velocità nei due mezzi.

credit: Oleg Alexandrov, via commons

Se arriva troppo radente alla superficie tra un materiale lento ed uno più veloce (tipo dall’acqua all’aria) la luce non trova un angolo che funzioni. Quando è così, ci rinuncia e non attraversa proprio la superficie (c’è più matematica di così di mezzo, ma quella è l’idea). Insomma, oltre un certo angolo critico, tutta la luce si riflette contro la superficie. Ed è quell’angolo che si trova con l’esperimento al mare.

Le fibre ottiche sono fili di vetro che intrappolano la luce perché le fanno colpire le pareti sempre oltre l’angolo critico. Riflessa da una parete, si avvicina a quella opposta, dove arriva ancora oltre l’angolo critico, venendo riflessa di nuovo, e così via. Lo stesso principio si applica (e si può provare in casa) anche con l’acqua.

Funziona anche con l’acqua! credit: physicsgirl

La figata è che funziona per tutti gli angoli oltre quello critico. Perciò possiamo piegare (fino ad un certo punto) il percorso tenendo intrappolata la luce, e lasciandola uscire solo all’altro capo. Insomma, possiamo guidare la luce verso dove la vogliamo.

Niente male per una cosa che si può scoprire in spiaggia!

Per saperne di più

Due dei miei canali YouTube preferiti hanno fatto dei bei video a riguardo:

  • minutephysics ha spiegato come mai la luce rallenta in alcuni materiali
  • physicsgirl ha mostrato come fare in casa un esperimento per guidare la luce

 

Foto copertina: CC0 Jeremy Bishop/unspash.com

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *