Refracción Y Reflexión
Páginas: 5 (1022 palabras)
Publicado: 13 de febrero de 2013
33.2 Reflexión y refracción
Cuando una onda luminosa incide en una interfaz lisa que separa dos materiales transparentes (como el aire y el vidrio o el agua y el vidrio), la onda en general es reflejada parcialmente y también refractada (transmitida) parcialmente hacia el segundo material, como se ilustra en la siguiente figura. Por ejemplo, cuando usted mira a través de la ventana de unrestaurante desde la calle, observa una reflexión de la escena en la calle, pero una persona en el interior del restaurante puede ver a través de la ventana la misma escena conforme la luz la alcanza por refracción.
Describimos las direcciones de los rayos incidente, reflejado y refractado (transmitido) en una interfaz lisa entre dos materiales ópticos en términos de los ángulos que forman con lanormal (perpendicular) a la superficie en el punto de incidencia, como en la figura anterior. Si la interfaz es rugosa, tanto la luz transmitida como la reflejada se dispersan en varias direcciones y no hay un ángulo único de transmisión o reflexión. La reflexión con un ángulo definido desde una superficie muy lisa se llama reflexión especular (del vocablo latino que significa “espejo”). Lareflexión dispersa a partir de una superficie áspera se llama reflexión difusa. Esta diferencia se ilustra en la siguiente figura. Ambas clases de reflexión ocurren con materiales transparentes o con materiales opacos que no transmiten la luz. La gran mayoría de objetos en el ambiente (ropa, plantas, personas y este libro) son visibles porque reflejan la luz en una forma difusa desde sus superficies. Sinembargo, nuestro interés principal se centra en la reflexión especular a partir de una superficie muy lisa, como vidrio, plástico o metal muy pulido.
El índice de refracción de un material óptico, denotado por n, desempeña un papel central en la óptica geométrica. Es la razón entre la rapidez de la luz c en el vacío y la rapidez de la luz v en el material:
n = c/v (Índicede refracción)
La luz siempre viaja con más lentitud en un material que en el vacío, por lo que el valor de n en cualquier material que no sea el vacío siempre es mayor que la unidad.
Para el vacío, n = 1. Como n es una razón entre dos valores de rapidez, es un número sin unidades.
Leyes de reflexión y refracción
Los estudios experimentales de las direcciones de los rayos incidentes,reflejados y refractados en una interfaz lisa entre dos materiales ópticos condujeron a las siguientes conclusiones:
1. Los rayos incidente, reflejado y refractado, así como la normal a la superficie, yacen todos en el mismo plano. El plano de los tres rayos es perpendicular al plano de la superficie de frontera o limítrofe entre los dos materiales. Siempre se dibujan los diagramas de los rayosde manera que los rayos incidente, reflejado y refractado estén en el plano del diagrama.
2. El ángulo de reflexión Θr es igual al ángulo de incidencia Θa para todas las longitudes de onda y para cualquier par de materiales
Es decir, esta relación, junto con la observación de que los rayos incidente y reflejado y la normal yacen en el mismo plano, se conoce como ley de reflexión.
3. Parala luz monocromática y para un par dado de materiales, a y b, en lados opuestos de la interfaz, la razón de los senos de los ángulos Θa y Θb, donde los dos ángulos están medidos a partir de la normal a la superficie, es igual al inverso de la razón de los dos índices de refracción:
Este resultado experimental, junto con la observación de que los rayos incidente y refractado, así como lanormal, se encuentran en el mismo plano se llama ley de refracción o ley de Snell, en honor del científico holandés Willebrord Snell (1591-1626).
La ley de la refracción explica por qué una regla o una pajilla parcialmente sumergidas parecen estar dobladas; los rayos de luz que provienen de un lugar por debajo de la superficie cambian de dirección al pasar por la interfaz aire-agua, de manera que...
Cuando una onda luminosa incide en una interfaz lisa que separa dos materiales transparentes (como el aire y el vidrio o el agua y el vidrio), la onda en general es reflejada parcialmente y también refractada (transmitida) parcialmente hacia el segundo material, como se ilustra en la siguiente figura. Por ejemplo, cuando usted mira a través de la ventana de unrestaurante desde la calle, observa una reflexión de la escena en la calle, pero una persona en el interior del restaurante puede ver a través de la ventana la misma escena conforme la luz la alcanza por refracción.
Describimos las direcciones de los rayos incidente, reflejado y refractado (transmitido) en una interfaz lisa entre dos materiales ópticos en términos de los ángulos que forman con lanormal (perpendicular) a la superficie en el punto de incidencia, como en la figura anterior. Si la interfaz es rugosa, tanto la luz transmitida como la reflejada se dispersan en varias direcciones y no hay un ángulo único de transmisión o reflexión. La reflexión con un ángulo definido desde una superficie muy lisa se llama reflexión especular (del vocablo latino que significa “espejo”). Lareflexión dispersa a partir de una superficie áspera se llama reflexión difusa. Esta diferencia se ilustra en la siguiente figura. Ambas clases de reflexión ocurren con materiales transparentes o con materiales opacos que no transmiten la luz. La gran mayoría de objetos en el ambiente (ropa, plantas, personas y este libro) son visibles porque reflejan la luz en una forma difusa desde sus superficies. Sinembargo, nuestro interés principal se centra en la reflexión especular a partir de una superficie muy lisa, como vidrio, plástico o metal muy pulido.
El índice de refracción de un material óptico, denotado por n, desempeña un papel central en la óptica geométrica. Es la razón entre la rapidez de la luz c en el vacío y la rapidez de la luz v en el material:
n = c/v (Índicede refracción)
La luz siempre viaja con más lentitud en un material que en el vacío, por lo que el valor de n en cualquier material que no sea el vacío siempre es mayor que la unidad.
Para el vacío, n = 1. Como n es una razón entre dos valores de rapidez, es un número sin unidades.
Leyes de reflexión y refracción
Los estudios experimentales de las direcciones de los rayos incidentes,reflejados y refractados en una interfaz lisa entre dos materiales ópticos condujeron a las siguientes conclusiones:
1. Los rayos incidente, reflejado y refractado, así como la normal a la superficie, yacen todos en el mismo plano. El plano de los tres rayos es perpendicular al plano de la superficie de frontera o limítrofe entre los dos materiales. Siempre se dibujan los diagramas de los rayosde manera que los rayos incidente, reflejado y refractado estén en el plano del diagrama.
2. El ángulo de reflexión Θr es igual al ángulo de incidencia Θa para todas las longitudes de onda y para cualquier par de materiales
Es decir, esta relación, junto con la observación de que los rayos incidente y reflejado y la normal yacen en el mismo plano, se conoce como ley de reflexión.
3. Parala luz monocromática y para un par dado de materiales, a y b, en lados opuestos de la interfaz, la razón de los senos de los ángulos Θa y Θb, donde los dos ángulos están medidos a partir de la normal a la superficie, es igual al inverso de la razón de los dos índices de refracción:
Este resultado experimental, junto con la observación de que los rayos incidente y refractado, así como lanormal, se encuentran en el mismo plano se llama ley de refracción o ley de Snell, en honor del científico holandés Willebrord Snell (1591-1626).
La ley de la refracción explica por qué una regla o una pajilla parcialmente sumergidas parecen estar dobladas; los rayos de luz que provienen de un lugar por debajo de la superficie cambian de dirección al pasar por la interfaz aire-agua, de manera que...
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