Reflexion Y Refracción. Fibra Óptica

LA REFLEXIÓN Y LA REFRACCIÓN


APLICACIONES: LA FIBRA ÓPTICA

















Índice

Página

• Introducción 2

• Fundamento teórico

o Reflexión 2

o Refracción 3

o Ángulo Límite 6

• Aplicaciones de la reflexión y la refracción

o Fibra óptica 7

• Conclusiones 12

• Bibliografía13


























Introducción
A continuación se van a ver las propiedades de reflexión y refracción de la luz, indicando algunas nociones básicas acerca de dichas propiedades, y viendo las aplicaciones derivadas de éstas; en concreto, la fibra óptica.

Fundamentos teóricos
Reflexión de la luz
Para explicar este fenómeno debemos primeroexpresar que: Espejo es toda superficie pulimentada, por ejemplo una lamina de cristal, la superficie de un lago en reposo, etc.
Cuando la luz incide sobre un cuerpo, éste la devuelve al medio en mayor o menor proporción según sus propias características. Este fenómeno se llama reflexión y gracias a él podemos ver las cosas.

A la izquierda tienes un esquema de reflexión especular.
Altratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.

En el caso de la reflexión difusa los rayos son reflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie



Leyes de la Reflexión
Primera Ley: El rayo incidente (I), la normal (n) y el rayo reflejado (r) están en un mismo plano.
Segunda Ley: El ángulo de incidencia esigual al ángulo de reflexión : i=r


Refracción de la Luz
Refracción es el fenómeno por el cual un rayo luminoso sufre una desviación al atravesar dos medios transparentes de distinta densidad y cambia su velocidad de propagación.


Leyes de la Refracción
Primera Ley: El rayo incidente, el rayo refractado y la normal pertenecen al mismo plano.
Segunda Ley: Se cumple la ley de Snell, enla cual el seno del ángulo de incidencia entre el seno del ángulo de refracción es igual al cociente de la velocidad del rayo incidente entre la velocidad del rayo refractado:
sen ( I ) / sen ( r ) = v1 / v 2
Teniendo en cuenta los índices de refracción:
n1 • sen ( I ) = n2 • sen ( r )
Se llama índice de refracción absoluto "n" de un medio transparente al cociente entre la velocidad de laluz en el vacío "c" y la velocidad que tiene la luz en ese medio "v". El valor de "n" es siempre adimensional, mayor que la unidad y es una constante característica de cada medio: n=c/v
El índice de refracción varía de acuerdo a los medios:
-el agua respecto del aire es n=1,33
-el vidrio respecto del aire es n=1,5
Existen tres tipos de refracción:


En la siguiente figura se muestra latrayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con superficies de separación paralelas. El índice de refracción del agua es más bajo que el del vidrio. Como el índice de refracción del primer y el último medio es el mismo, el rayo emerge en dirección paralela al rayo incidente AB, pero resulta desplazado.

Observamos que la varilla parece estar quebrada al pasar de un medio a otro.Esto sucede por la diferente densidad de los medios.


A continuación introduzco links para poder visualizar una aplicación interactiva y un video acerca de la reflexión/refracción.
Aplicación interactiva sobre la refracción





Ángulo límite
Si n2 es mayor que n1, como en el caso de la luz cuando pasa desde el aire (n 1 ) al vidrio o al agua (n2 ), el rayo refractado se curva y seacerca a la normal. En caso contrario, es decir, si el rayo de luz pasara del medio 2 (agua) al medio 1 (aire) se alejaría de la normal.
Cuando el rayo de luz pasa de un medio por donde viaja más lento a otro en que viaja más rápido, se aleja de la normal, pero puede llegar un momento en que a un determinado ángulo de incidencia le corresponde uno de refracción de 90º y entonces el rayo refractado...