Valgono le leggi della riflessione della luce per uno specchio che si muova perpendicolarmente ai raggi luminosi incidenti?
Grazie.
Le normali leggi di
riflessione su uno specchio fermo, illustrate nel pannello (a) della figura,
sono le seguenti: (i) la frequenza (o, equivalentemente, la lunghezza d’onda) della
luce riflessa è uguale a quella della luce incidente e (ii) l’angolo di
riflessione
è uguale all’angolo d’incidenza.
Se lo specchio è in moto in una direzione perpendicolare alla propria superficie riflettente entrambe queste leggi vengono modificate, come illustrato nel pannello (b) della figura: (i) la frequenza (o lunghezza d’onda) della luce riflessa viene modificata, per effetto Doppler; (ii) l’angolo di riflessione non è più uguale all’angolo d’incidenza della luce, si ha cioè un effetto di “aberrazione”.
In particolare, nel caso la luce venga riflessa da uno specchio che gli si sta muovendo contro (come in figura), la frequenza aumenta (per questo una luce rossa può diventare ad esempio blu dopo la riflessione, per velocità sufficientemente grandi, come mostrato in figura) e l’angolo diminuisce (misurandolo a partire dalla direzione ortogonale allo specchio). L’opposto accade se lo specchio si sta allontanando dalla luce incidente, ossia la frequenza diminuisce e l’angolo aumenta.
Se uno specchio piano si muove invece in una direzione parallela alla propria superficie riflettente, come nel pannello (c), non ci sono modifiche alle leggi di riflessione.
Per i più esperti: le formule che forniscono i valori esatti della variazione di frequenza e di angolo possono essere facilmente ricavate (almeno nel caso di moto uniforme) utilizzando la teoria della relatività speciale di Einstein, e sfruttando il fatto che nel sistema di riferimento solidale con lo specchio, in cui cioè lo specchio è fermo, continuano a valere le ordinarie leggi di riflessione.