La Refraccion De La Luz

DISEÑO EXPERIMENTAL REFRACCIÓN DE LA LUZ


INTRODUCCIÓN La luz es radiación electromagnética cuya energía radiante es transportada en fotones a lo largo de un campo de ondas. Todas las ondas electromagnéticas viajan con la misma velocidad c en el vacío. Sin embargo, ¿qué sucede cuando interactúan con el medio en que viajan? Las variaciones de color, de dirección y de intensidad sonmanifestaciones que nos permiten verificar que ocurren cambios cuando la luz pasa de un medio a otro. Éstos se deben a las interacciones de las ondas con los átomos que componen el medio, los cuales absorben y emiten radiación y, si el material es transparente, parte de la radiación se transmite a través de él. Este proceso de absorción y emisión lleva un tiempo y hace que la velocidad promedio sea menor enel vacío. Esta velocidad depende del material, y se relaciona con un número llamado índice de refracción absoluto “n” de un medio transparente1. Éste es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio. Por ser un cociente de velocidades no tiene unidades. n : índice de refracción c: velocidad de la luz en el vacío v: velocidad de la luz en el medio Si elíndice de refracción de un medio es mayor que el otro, se dice que tiene mayor refringencia y menor refringencia en caso contrario. Si dos medios tienen la misma refringencia, tienen continuidad óptica. Los índices de refracción del aire y del agua son 1,0003 y 1,33, respectivamente. Cuando la luz se refracta cambia de dirección porque se propaga con distinta velocidad en el nuevo medio. Como lafrecuencia de la vibración no varía al pasar de un medio a otro, lo que cambia es la longitud de onda de la luz como consecuencia del cambio de velocidad. Un rayo incidente cambia más o menos de dirección (o no cambia) según el ángulo con que incide y según la relación de los índices de refracción de los medios por los que se mueve. Se llama ángulo de incidencia al formado por el rayo incidente y lanormal y ángulo de refracción al formado por el rayo refractado y la normal. La normal es una recta imaginaria perpendicular a la superficie de separación de los dos medios en el punto de contacto del rayo. Cuando la luz se refracta, existe una relación entre los ángulos formados por los rayos de luz en cada medio. La ley que los relaciona es la Ley de Snell. Mediante la realización de estaexperiencia, se buscará observar el fenómeno de refracción de la luz y verificar la Ley de Snell, intentando clarificar los conceptos de refracción de la luz y contribuyendo en el aprendizaje de plantear problemas e hipótesis, experimentar y comunicar de manera precisa y con el lenguaje apropiado.

1 Un medio transparente es aquel que deja pasar la mayor parte de la luz que incide sobre él.

-1-PLANTEO DEL PROBLEMA ¿Por qué cambia de dirección la luz (cambia su ángulo) al pasar de un medio a otro? ¿Cómo cambia? ¿Cambia el ángulo de refracción con respecto al de incidencia sea cual sea el ángulo de incidencia? HIPÓTESIS Si la luz pasa de un medio refringente (agua) a otro menos refringente (aire), el rayo refractado se alejará de la normal (el ángulo de refracción será mayor que elángulo de incidencia). Si el ángulo de incidencia es nulo, entonces el ángulo de refracción también lo será. Si se trata de un fenómeno de refracción de la luz, entonces podremos verificar la Ley de Snell. MATERIALES2 • • • • Un vaso no transparente. Un vaso transparente3. Un lápiz/pajita4. Una moneda5.
• • • • Bandeja blanca plástica. Cuatro biromes de colores diferentes. Regla/ Escuadra. Tijera. • •• • • Diez alfileres. Transportador. Vaso de precipitados. Agua. Calculadora.

PROCEDIMIENTOS6 Para comenzar a indagar en el tema, pueden realizarse dos experiencias muy breves y concretas7: 1) Lápiz/pajita/lapicera en un vaso con agua: Introducir el lápiz, la pajita o la lapicera en un vaso con agua en forma oblicua y observar. ¿Cómo se ve? ¿Por qué? Luego, introducirlo verticalmente y...