Material De Trabajo Pr Ctica 2

Prácticas de laboratorio de Física III
Práctica No.2
A.M. Raba P.
Práctica No.2: Reflexión, refracción y dispersión de la luz

LECTURA PREVIA
Reflexión de la luz
Cuando un rayo que procede de una fuente de luz, denominado rayo incidente, incide sobre un espejo, se
observa que el rayo de luz se devuelve, se refleja. El rayo que se refleja se denomina rayo reflejado.
Para determinar la relación queexiste entre la dirección de propagación de estos dos rayos, se
construye una línea auxiliar, perpendicular a la superficie en el punto de incidencia, que se denomina
normal. La normal se toma como línea de referencia para determinar el ángulo, y por tanto, la dirección
de propagación de los rayos incidente y reflejado. Los ángulos que forman el rayo incidente y el rayo
reflejado con la normal sellaman ángulos de incidencia y de reflexión.
La primera ley de la reflexión expresa que el rayo incidente, el rayo reflejado y la normal se encuentran
en un mismo plano. Midiendo cuidadosamente los ángulos de incidencia y de reflexión se encuentra que
estos son iguales (como se muestra en las figuras 1 y 2), a esta igualdad se le conoce como segunda ley
de la reflexión. Formalmente la segunda leyde la reflexión se enuncia así:

θ1 = θ1 ' ,
donde

θ1

representa el ángulo de incidencia y

θ1 '

(1)

representa el ángulo de reflexión.

Figura 1: Arreglo experimental para observar que el ángulo de
incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Figura 2: Geometría para ilustrar la ley de la reflexión.

La luz se puede reflejar de forma especular y de forma difusa. En la reflexión especulartodos los rayos
reflejados son paralelos entre sí; se produce cuando la superficie de reflexión es una superficie lisa, es
decir una superficie en la que las variaciones en la rugosidad de la superficie son pequeñas comparadas
con la longitud de onda de la luz incidente. En la reflexión difusa los rayos reflejados se propagan en
direcciones opuestas; se produce en una superficie de reflexión rugosa.1

Prácticas de laboratorio de Física III
Práctica No.2
A.M. Raba P.
Refracción de la luz
Cuando un rayo de luz pasa del aire al agua experimenta un cambio en su dirección de propagación, dando
lugar al fenómeno de la refracción. De forma más general, cuando un rayo de luz que se propaga a través
de un medio se encuentra con una frontera que conduce a otro medio, como en la figura 3, parte delrayo se refleja y parte entra en el segundo medio. Como el rayo que entra al segundo medio se ha
desviado se dice que se ha refractado en la frontera. El rayo incidente, el rayo reflejado y el rayo
refractado son todos coplanares. El fenómeno de la refracción de la luz depende de que tan permisivo
sea el medio para dejar que la luz lo atraviese, depende del índice de refracción del medio. En latabla 1
se muestran los índices de refracción de algunas sustancias.
La relación entre el ángulo de incidencia,

θ1 ,

el ángulo de refracción ,

medios 1 y 2, está dada por la ley de Snell, ecuación 2.

θ 2 , y la velocidad de la luz en los

sin θ 2 v2
= = cte .
sin θ1 v1

(2)

Tabla 1: Valores de los índices de refracción de algunas sustancias sólidas, líquidas y gaseosas a 20°C.

Sustancia

Índicede refracción

Vidrio
Diamante (C)
Cuarzo fundido
Hielo (H2O)
Circón
Benceno
Alcohol etílico
Glicerina
Agua
Aire
Dióxido de Carbono

1.5 – 1.9
2.419
1.458
1.309
1.923
1.501
1.361
1.473
1.333
1.000293
1.000450

Cuando la luz pasa de un material en el cual su rapidez es mayor a un material en donde su rapidez es
menor, el ángulo de refracción es menor que el ángulo de incidencia, como se muestra enla figura 4. Por
ejemplo, cuando la luz se propaga en el aire, su rapidez es igual a
aproximadamente

3× 108 m s , y su rapidez se reduce a

2 × 108 m s cuando entra en un bloque de vidrio. Cuando la luz sale de nuevo al aire,

su rapidez vuelve a su valor original. Así la rapidez de la luz en cualquier material es menor que en el
aire, ecuación 3.

c
n= ,
v
en donde
n.

(3)

c es la rapidez de...