Riflessione, Rifrazione e Trasmissione
Quando un’onda elettromagnetica incontra un’interfaccia tra due mezzi diversi, come l’aria e il vetro o l’aria e l’acqua, si verificano tre fenomeni fondamentali: riflessione, rifrazione e trasmissione. Il comportamento dell’onda all’interfaccia è determinato dalle proprietà dei mezzi, come la loro permittività, permeabilità e conduttività.
Riflessione
La riflessione si verifica quando una parte dell’onda elettromagnetica incidente viene reindirizzata indietro nel mezzo da cui ha avuto origine. L’angolo di incidenza (l’angolo tra l’onda incidente e la normale alla superficie) è uguale all’angolo di riflessione (l’angolo tra l’onda riflessa e la normale alla superficie). La riflessione è influenzata dalle proprietà dei materiali, dall’angolo di incidenza e dalla polarizzazione dell’onda. Quando l’interfaccia tra i mezzi è un buon conduttore, la maggior parte dell’energia incidente viene riflessa indietro.
Rifrazione
La rifrazione è il cambiamento di direzione di un’onda elettromagnetica quando passa da un mezzo all’altro, a causa della differenza nella velocità della luce nei due mezzi. Questo fa sì che l’onda si pieghi all’interfaccia, seguendo la legge di Snell: n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2), dove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione del primo e del secondo mezzo, e θ1 e θ2 sono gli angoli di incidenza e di rifrazione, rispettivamente. L’indice di rifrazione (n) è relazionato alla permittività (ε) e alla permeabilità (μ) del mezzo come segue: n = √(ε * μ).
Trasmissione
La trasmissione si verifica quando una parte dell’onda elettromagnetica incidente attraversa l’interfaccia e continua a propagarsi nel secondo mezzo. La quantità di energia trasmessa dipende dalle proprietà dei mezzi, dall’angolo di incidenza e dalla polarizzazione dell’onda. In alcuni casi, come quando l’angolo di incidenza supera l’angolo critico per la riflessione totale interna, non si verifica trasmissione, e tutta l’energia incidente viene riflessa indietro nel primo mezzo.
Le frazioni dell’energia dell’onda elettromagnetica incidente che vengono riflesse, rifratte e trasmesse dipendono dalle proprietà dei mezzi e dall’angolo di incidenza e dalla polarizzazione dell’onda. In molte applicazioni, come la fibra ottica, il radar e la comunicazione wireless, comprendere questi fenomeni è fondamentale per la progettazione e l’ottimizzazione dei sistemi che interagiscono con le onde elettromagnetiche.
