fisica 3







OBJETIVOS
• Determinación del índice de refracción de un cuerpo, así como de
Una figura en tres dimensiones.
• Observación de la dispersión de vidrios prismas en una proyección de un monitor.


Definición de índice de refracción de un medio A:
Se trata de la relación existente entre la velocidad de la luz en el vacío (c = 3 108
m/s), respecto a la velocidad que lleva la luzen dicho medio A.

Por tanto, el índice de refracción de la luz en el vacío es 1 (ya que vvacío=c).
El valor del índice de refracción del medio es una medida de su “densidad óptica”:
La luz se propaga a velocidad máxima en el vacío pero más lentamente en los demás medios transparentes; por tanto en todos ellos n > 1 . Ejemplos de valores típicos den son los del aire (1.0003), agua (1.33),vidrio (1.46 – 1.66) o diamante (2.42).

¿Qué le pasa a la luz al llegar a la superficie de separación de dos medios
transparentes?
Cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie de separación entre dos medios
diferentes, el haz incidente se divide en tres: el más intenso penetra en el segundo
medio formando el rayo refractado, otro es reflejado en la superficie y el tercero se
descomponeen numerosos haces débiles que emergen del punto de incidencia en
todas direcciones, formando un conjunto de haces de luz difusa.
Ley de Snell
Nosotros nos vamos a centrar en el rayo refractado que penetra en el medio. La
recta perpendicular a la superficie de separación entre medios diferentes, el rayo
incidente, y el rayo refractado están en el mismo plano (Figura [22-1]).
La ley de Snellestablece que:


donde n1 y n2 son los índices de refracción del primer y segundo medio, espectivamente; y α y β son los ángulos de incidencia y de refracción medidos especto a la normal a la superficie.

Observa que si α = 0, entonces β = 0, por lo que el rayo no se desvía si incide perpendicularmente a la superficie de separación de los dos medios.
(En el caso del rayo reflejado, n1 = n2 ,por lo que β = α , y el ángulo de reflexión espor tanto, igual al de incidencia).

En este experimento se aplicará la Ley de Snell para dos casos particulares: el de la
refracción aire → vidrio y el de la refracción vidrio → aire.

Ángulo límite 1
Cuando se estudia el caso en que la luz pasa de un medio menos refringente a otro más refringente (esto es, n2 > n1 , como p. ej. aire → vidrio oaire → agua), el ángulo de incidencia va a ser siempre mayor que el de refracción (α > β ). Sin embargo, cuando se produce la refracción entre un medio cualquiera y otro menos
refringente que él (o sea, n1 > n2 , como p. ej. vidrio→ aire o agua→ aire), el ángulo de refracción va a ser siempre mayor que el incidencia (β > α). Se define el ángulo límite, lím α , como el ángulo de refracción apartir del cual desaparece el rayo refractado y toda la luz se refleja. Como el valor máximo del ángulo de refracción, a partir del cual todo se refleja, es βmáx= 90º, podremos conocer el ángulo límite por la ley de Snell:



En el caso particular de refracción vidrio → aire se tiene:


Espectro visible
No existen límites en las longitudes de onda de la radiación electromagnética: todas laslongitudes de ondas son teóricamente posibles, desde los rayos gamma (λ < 10-2nm) hasta las ondas de radio (λ > 106 nm). (1 nanómetro = 1 nm = 10-9 metros).
El ojo humano sólo es sensible a un pequeño intervalo de longitudes de onda de la
radiación electromagnética, denominado espectro visible, formado por los iferentes
colores componentes2 de la luz visible. La combinación conjunta de todosestos colores es el color blanco. El espectro visible está comprendido entre los 400 nm (longitud de onda del color violeta) y los 700 nm (longitud de onda del color rojo).

Dispersión cromática
El índice de refracción n de un medio material es una función de la longitud de onda, λ, de la radiación incidente sobre él. Esto quiere decir que los distintos colores que forman la luz blanca viajan en...