Refraccion

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Refracción de la luz
The Wessex School Concepción Subsector Física NM1 Profesor: Sir Raúl Concha Yánez

Toda onda se refracta cuando en su propagación cambia de medio. Cuando la luz se refracta, modifica su rapidez, y generalmente la dirección. En este fenómeno la frecuencia no se ve alterada pero si la longitud de onda.

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1: Los aparentes charcos en la carretera no sonreflexión del cielo en el agua, sino más bien refracción de la luz procedente del cielo a través del aire más caliente y menos denso cercano a la superficie del pavimento. 2: La luz procedente del cielo incrementa su rapidez en el aire cerca del asfalto, porque el aire es más caliente y menos denso que el que está arriba. Cuando la luz roza la superficie y se desvía hacia arriba, el observador ve unespejismo.

3 3: Los frentes de onda de la luz se propagan con más rapidez en el aire caliente cerca del suelo y se curvan hacia arriba.

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a) La forma del Sol se distorsiona debido a la refracción. b) También los días son más largos de lo que realmente debieran ser.

¿Por qué titilan las estrellas?

Debido a la refracción, un objeto sumergido parece estar más cercade la superficie que lo que realmente está.

Cuando la luz se refracta y regresa a su medio inicial continua con la misma dirección, pero experimenta un corrimiento lateral.

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De acuerdo con la ley de Willebord Snell (1591- 1626), la rapidez de la luz depende del medio por el cual se propaga. Sabemos que la rapidez máxima de la luz en el vacío es aprox. 300.000 Km/s.Cuando la luz se refracta, modifica su rapidez a otro valor “v”. Se puede establecer entonces una comparación de la rapidez de la luz entre esos medios, a través de un cociente denominado índice de refracción absoluto. Si denominamos como “η” a ese índice se obtiene:

ÍNDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO

η=

C v

n: Índice de refracción absoluto C: rapidez de la luz en el vacio V: rapidez de laluz en ese medio

El índice de refracción nos da cuenta del valor de la rapidez de la luz en cualquier medio en que ella pueda propagarse.

Sustancia Aire Agua Alcohol etílico Hielo Sal común Diamante Vidrio Benceno Cuarzo Glicerina Aceite

Índice de refracción “ n” 1.00029 1.33 1.36 1.31 1.54 2.43 1.52 1.50 1.51 1.47 1.50

¿Cuál es la relación velocidad de la luz e índice de refracción?Ley de Snell:
Se puede demostrar geométricamente que el ángulo de incidencia y el de refracción están relacionados a través de los valores de los índices de refracción absolutos de los mismos. Esta ley se conoce como la ley de Snell, cuya expresión matemática es:

n1 Sen θ 1 = n 2 Sen θ 2
n1 = Índice de refracción del primer medio n2 = Índice de refracción del segundo medio θ1=Ángulo deincidencia θ2= Ángulo refractado Ejemplo: 1.- Se hizo pasar luz por un material desconocido. La luz que inicialmente se propagaba en el aire incidió con un ángulo de 30° y se refractó con ángulo de 19° Determinar: . a) índice de refracción del material Aplicando la ley de Snell, se tiene que:

n1 sen θ1= n2 sen θ2 1 sen 30º = n2 sen 19º n2 = 1,5
c) ¿De qué medio se trata?

reemplazando los datosDespejando n2 y tenemos

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d) ¿Cuál es la velocidad de la luz en ambos medios?

η=

C v

e) Obtenga la solución por construcción N

A partir de la ley de Snell se puede predecir la forma en que debe refractarse la luz. Esto dependerá de los valores de los índices de refracción absolutos de los medios y del ángulo de incidencia. En general, si no incideperpendicularmente se tiene dos posibilidades:

2 1 1: Cuando el rayo pasa de un medio menos denso a uno más denso (ejemplo desde el aire al agua), el rayo refractado se apega a la normal. θi > θr 2: Cuando el rayo pasa de un medio más denso a uno menos denso, el rayo refractado se aleja de la normal. θi < θr

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REFLEXIÓN TOTAL INTERNA

Ya vimos que cuando un haz...
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