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Quando un raggio luminoso attraversa due strati costituiti da materia differente viene deviato dalla sua traiettoria rettilinea.
Per esempio se un raggio luminoso (nella figura è colorato in rosso) incide sulla superficie di un acquario seguendo la traiettoria OB proseguirà il suo cammino in modo da avvicinarsi alla perpendicolare alla superficie di separazione dai due mezzi cioè lungo la traiettoria BA.

Ora immaginiamo uno squalo che nuota poco sotto la superficie di una grande vasca; se riusciamo a vederlo significa che i raggi di luce che lo investono vengono riflessi dal suo corpo e da questo raggiungono i nostri occhi. Tuttavia vedremo lo squalo in una posizione differente da quella che occupa realmente. Infatti seguiamo a ritroso il percorso del raggio luminoso dallo squalo al nostro occhio: la tendenza a estrapolare la traiettoria rettilinea del raggio fa sì che ne proseguiremo una immaginaria traiettoria BC (il tratto colorato in verde): vedremo lo squalo in una posizione differente da quella reale.

Ora poniamoci dal punto di vista degli squali. Lo squalo D per esempio vedrà oltre la superficie del mare oggetti che occupano posizioni differenti a seconda di dove puntano i suoi occhi: come mostra la figura vedrà gli oggetti posti in P1 in P2 o in P3. In particolare più la linea d'osservazione dello squalo si avvicina alla superficie di separazione acqua-aria più gli oggetti che può vedere sono vicini alla superficie dell'acqua. Se poi la linea d'osservazione supera un certo angolo detto angolo limite come avviene per lo squalo posto in A i raggi luminosi che vedrà saranno solo quelli provenienti dal suo squalo collega posto in C.
Riassumendo: se la linea d'osservazione intercetta la superficie di separazione acqua-aria con un angolo limite o superiore non si ha più rifrazione ma riflessione totale della luce.
Il fenomeno della rifrazione costituisce un'ottima premessa alla discussione di illusioni quali i miraggi!

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