Descripci N Ptica

Descripción óptica[editar]

 y  son los índices de refracción. de los materiales. La línea entrecortada delimita la línea normal, además delimita cuándo la luz cambia de un medio a otro. Snell también hace referencia a la refracción, la cual es la línea imaginaria perpendicular a la superficie. Los ángulos  son los ángulos que se forman con la línea normal, siendo  el ángulo de la onda incidentey  el ángulo de la onda refractada.
Consideremos dos medios caracterizados por índices de refracción  y  separados por una superficie S. Los rayos de luz que atraviesen los dos medios se refractarán en la superficie variando su dirección de propagación dependiendo del cociente entre los índices de refracción  y .
Para un rayo luminoso con un ángulo de incidencia  sobre el primer medio, ánguloentre la normal a la superficie y la dirección de propagación del rayo, tendremos que el rayo se propaga en el segundo medio con un ángulo de refracción cuyo valor se obtiene por medio de la ley de Snell.


Obsérvese que para el caso de  (rayos incidentes de forma perpendicular a la superficie) los rayos refractados emergen con un ángulo  para cualquier  y .
La simetría de la ley de Snell implica quelas trayectorias de los rayos de luz son reversibles. Es decir, si un rayo incidente sobre la superficie de separación con un ángulo de incidencia  se refracta sobre el medio con un ángulo de refracción , entonces un rayo incidente en la dirección opuesta desde el medio 2 con un ángulo de incidencia  se refracta sobre el medio 1 con un ángulo .
Una regla cualitativa para determinar la direcciónde la refracción es que el rayo en el medio de mayor índice de refracción se acerca siempre a la dirección de la normal a la superficie. La velocidad de la luz en el medio de mayor índice de refracción es siempre menor.
La ley de Snell se puede derivar a partir del principio de Fermat, que indica que la trayectoria de la luz es aquella en la que los rayos de luz necesitan menos tiempo para ir de unpunto a otro. En una analogía clásica propuesta por el físico Richard Feynman, el área de un índice de refracción más bajo es substituida por una playa, el área de un índice de refracción más alto por el mar, y la manera más rápida para un socorrista en la playa de rescatar a una persona que se ahoga en el mar es recorrer su camino hasta ésta a través de una trayectoria que verifique la ley deSnell, es decir, recorriendo mayor espacio por el medio más rápido y menor en el medio más lento girando su trayectoria en la intersección entre ambos.
Reflexión interna total[editar]
Artículo principal: Reflexión interna total

Cuando el ángulo de incidencia es mayor o igual al ángulo crítico, la luz no puede refractarse y se refleja totalmente en la frontera. Los ángulos del dibujo corresponden ala frontera aire-agua. los rayos dibujados en rojo están en reflexión total.

Reflexión interna total
Un rayo de luz propagándose en un medio con índice de refracción  incidiendo con un ángulo  sobre la superficie de un medio de índice  con  puede reflejarse totalmente en el interior del medio de mayor índice de refracción. Este fenómeno se conoce como reflexión interna total o ángulo límite y seproduce para ángulos de incidencia  mayores que un valor crítico cuyo valor es:

En la ley de Snell:

si , entonces . Eso significa que cuando  aumenta,  llega a  radianes (90°) antes que . El rayo refractado (o transmitido) viaja paralelo a la superficie separatriz de los medios. Si  aumenta aún más, como  no puede ser mayor que , no hay transmisión al otro medio y la luz se refleja totalmente.La reflexión es realmente total (100%) y sin pérdidas. Es decir, mejor que los espejos metálicos (plata, aluminio) que solo reflejan 96% de la potencia luminosa incidente.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ley de Snell de la refracción

Consideremos un frente de ondas que se acerca a la superficie de separación de dos medios de distintas propiedades. Si en el primer medio...