Fisica

Especialidad
Mecánica Industrial

Materia
Física III

* Refracción de la Luz

Refracción de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo al pasar de un medio menos refringente a otro más refringente.
Una cuchara introducida parcialmente en el agua, se ve quebrada en la parte donde hace contacto con la superficie del líquido.
La refracción de la luz consiste en ladesviación de los rayos luminosos cuando ellos pasan de un medio a otro de distinta densidad óptica.
Para un observador situado en un medio menos denso, como el aire, un objeto situado en un medio más denso parece estar más cerca de la superficie de separación de lo que está en realidad. Un ejemplo habitual es el de un objeto sumergido, observado desde encima del agua, como se muestra en la figura 3 (sólose representan rayos oblicuos para ilustrar el fenómeno con más claridad). El rayo DB procedente del punto D del objeto se desvía alejándose de la normal, hacia el punto A. Por ello, el objeto parece situado en C, donde la línea ABC intersecta una línea perpendicular a la superficie del agua y que pasa por D.

Leyes de la Refracción
a) Rayo Incidente, es aquel que llega a la superficie deseparación de dos medios.
b) Rayo Refractado, el rayo que pasa al otro medio.
c) Ángulo de Incidencia, el ángulo que se forma entre el incidente y la normal.
d) Ángulo de Refracción, el ángulo formado por la normal y el rayo refractado.
e) Normal, es la perpendicular a la superficie de separación de los medios trazados.
Primera Ley de la Refracción
El rayo incidente, lanormal y el rayo refractado pertenecen al mismo plano.

Segunda Ley de la Refracción o Ley de Snell
La razón o cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es una constante, llamada índice de refracción, del segundo medio respecto del primero o sea:
Sen i | = n | XXXXX | Del agua respecto al aire es n = 1.333 |
Sen r | | | Del vidrio respecto delaire es n = 1.5 |

Relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en medios transparentes
La relación entre la velocidad de la luz en el vacío o aire y la velocidad de la luz en otro medio material transparente se llama índice de refracción de la luz.
La velocidad de propagación de la luz en un medio material homogéneo y transparente es constante pero menor que la velocidad de propagaciónde la luz en el vacío.
Llamamos v1 y v2, a cada una de las velocidades respectivas y n al índice de refracción, tenemos:
n = | v1 | XXXXX | n = índice de refracción |
| v2 | | v1 = velocidad de la luz en el aire |
| | | v2 = velocidad de la luz en el otro medio |

Índices de refracción absolutos para la luz
Vacío 1.00
Aire 1.0000294
Agua 1.33
Alcohol etílico 1.36Benceno 1.50
Vidrio 1.52
Diamante 2.42
Sal gema 1.54
Ácido sulfúrico 1.63
Éter 1.36
Hielo 1.32
Conocidos los índices de refracción podemos hallar la velocidad de la luz en estos medios.

En la figura 4 se muestra la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con superficies de separación paralelas. El índice de refracción del agua es más bajo que eldel 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.

Problema
Hallar la velocidad de la luz en el Benceno, sabiendo que su índice de refracción es de 1.50 (la velocidad de la luz en el aire 300,000 km/s).
Datos | x | | Fórmula | x | | Despeje | x | | Sustitución | x | |Resultado |
v1 = 300,000 km/s | | n = | v1 | | v2 = | v1 | | v2 = | 300,000 km/s | | v2 = | 200,000 km/s |
n = 1.50 | | | v2 | | | n | | | 1.5 | | | |
v2 = ? | | | | | | | | | | | | |

Problema
Hallar la velocidad de la luz en el vidrio, sabiendo que su índice de refracción es de 1.52.
Datos | x | | Fórmula | x | | Despeje | x | | Sustitución | X | |...