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0096. Come mai solo alcuni vetri riflettono una doppia immagine?

espertomini

 Come mai solo alcuni vetri riflettono un’immagine doppia? (Maddalena Scabriosi) (Ricevuta via sms al 347-3194893)


Rispondono due dei nostri esperti

 sem_esperto_verdeIn realtà, tutte le lastre di vetro riflettono una immagine doppia, a parte il caso in cui una delle superfici è appositamente trattata (processo estremamente costoso e necessario per realizzare componenti ottici molto particolari).

In generale, la luce subisce sempre una parziale riflessione icona_glossario icona_approfondimento quando passa da un mezzo ad un altro con proprietà ottiche differenti, come ad esempio aria e vetro. Nel caso di una lastra di vetro: una prima immagine è prodotta dalla parziale riflessione che si verifica quando la luce che si propaga in aria incontra la prima superficie della lastra ed entra nel vetro; una seconda immagine è prodotta dalla parziale riflessione che si verifica quando la luce che si propaga nel vetro incontra la seconda superficie della lastra ed entra in aria. La evidenza della doppia riflessione può essere maggiore o minore in funzione delle caratteristiche della lastra di vetro, ed in particolare: è maggiore all'aumentare dello spessore della lastra; è minore all'aumentare della planarità e del parallelismo delle due superfici della lastra. Inoltre, la evidenza della doppia riflessione varia con la posizione relativa di osservatore, lastra di vetro ed oggetto riflesso: con riferimento alle lastre di vetro comunemente usate per porte e finestre, la evidenza della doppia riflessione è minore se l'oggetto riflesso è prossimo agli occhi dell'osservatore (difficilmente si scorgerà una doppia immagine del proprio naso). Infine, la doppia riflessione diventa particolarmente evidente se la 'lastra' di vetro è in realtà costituita da due o più lastre di vetro, come nel caso dei doppi vetri solitamente utilizzati per aumentare l'isolamento termico: in tal caso le due immagini facilmente distinguibili sono prodotte dalle due lastre di vetro separate da u rilevante spessore d'aria (ovviamente ciascuna delle due immagini è in realtà una doppia immagine, prodotta dalle due superfici di ciascuna lastra).

(Michele Caponero - Fisico)

 

sem_esperto_verdeUn raggio di luce AB che giunge sulla lastra di vetro si riflette nella direzione BC e si rifrange lungo BD. In D si ha un ulteriore riflessione nel vetro e in E avviene una rifrazione icona_glossario icona_approfondimento vetro – aria.

scienzapertutti_rifrazione_vetro_doppiaimmagine

Gli angoli formati dai raggi incidente e riflesso, rispetto alla perpendicolare (normale) alla superficie, devono essere uguali e complanari. Il raggio rifratto si avvicina alla normale nel passaggio aria – vetro (punto B) e se ne allontana identicamente nel cammino inverso (punto E). Per questo motivo i due raggi BC ed EH, che provengono da A, risultano paralleli. Il raggio AI perpendicolare alla lastra subisce una riflessione in I ed L, ripercorrendo a ritroso lo stesso tragitto. I prolungamenti dei raggi riflessi si incontrano in P e Q, dove si osservano le immagini virtuali della sorgente luminosa posta in A. Ma tali immagini non si possono raccogliere su uno schermo perché non sono fonti di energia luminosa. Le immagini di un oggetto in un vetro sono allora dovute alla riflessione della luce sulle due facce della lastra. Quando i punti P e Q sono vicini, le immagini si sovrappongono e non appaiono distinte. Aumentando lo spessore s della lamina, come indicato in tratteggio, l’immagine Q si sposta in Q1. Al crescere di s, le due immagini si allontanano e si possono più facilmente riconoscere. Un altro motivo, che depone a sfavore della duplice immagine, è causato dall’attenuazione dell’intensità luminosa nella lastra; così un vetro più scuro tende ad assorbire più luce e a smorzare la seconda immagine. Quando l’illuminazione esterna è considerevole rispetto all’intensità riflessa, diventano invisibili ambedue le immagini, come accade per i vetri delle finestre ammirati dall’interno dell’abitazione durante il giorno. L’immagine sfumata in un vetro può essere resa più nitida, situando dietro la lastra un foglio nero, che assorbe la radiazione luminosa; invece un foglio bianco diffondendo la luce disturba la riflessione e migliora poco l’immagine. Per mostrare che tutti i vetri producono una doppia immagine, basta porre un corpo sottile e lucente, quale un piccolo chiodo, vicinissimo alla lastra. Se il chiodo è adeguatamente illuminato, si possono notare anche altre immagini ugualmente distanziate, create da ulteriori riflessioni del vetro. Le due immagini di un corpo esteso determinano una zona di sovrapposizione più netta ed un alone più sbiadito. Negli specchi la faccia più riflettente è la superficie argentata, che dà luogo ad un’immagine molto più chiara di quella che emerge dalla superficie anteriore del vetro. Quindi lo specchio sviluppa una sola immagine prevalente dell’oggetto. Però, collocando il chiodo ben illuminato vicino allo specchio, si riesce a intravedere anche l’immagine fievole. Il vetro doppio con intercapedine di aria forma quattro immagini osservabili col metodo suddetto. I fenomeni di interferenza fra i due raggi riflessi non producono effetti apprezzabili per la diversità delle lunghezze d’onda, lo spessore non proprio costante del vetro, i differenti angoli di riflessione.

(Pasquale Catone – Docente di Fisica)


 

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