Reflexión Y Refracción De La Luz

I.- Objetivos

Los procesos en los cuales intervienen las ondas dan lugar a una serie de fenómenos especiales, dada la naturaleza parcial de las ondas, que son de interesante estudio, y explican muchas de las propiedades que tiene tanto la luz como el sonido. En el caso de la luz se puede explicar los fenómenos de refracción y reflexión y las leyes que los gobiernan.

A continuación a travésde experimentos realizados en el laboratorio se verificara el cumplimiento de leyes de los fenómenos anteriormente mencionados.


II.- Marco Teórico

Cuando una onda alcanza la superficie de separación de dos medios de distinta naturaleza se producen, en general, dos nuevas ondas, una que retrocede hacia el medio de partida y otra que atraviesa la superficie límite y se propaga en el segundomedio. El primer fenómeno se denomina reflexión y el segundo recibe el nombre de refracción.

El fenómeno de la refracción supone un cambio en la velocidad de propagación de la onda, cambio asociado al paso de un medio a otro de diferente naturaleza o de diferentes propiedades. Este cambio de velocidad da lugar a un cambio en la dirección del movimiento ondulatorio. Como consecuencia, la ondarefractada sé desvía un cierto ángulo respecto de la incidente.

La refracción se presenta con cierta frecuencia debida a que los medios no son perfectamente homogéneos, sino que sus propiedades y, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas en ellos, cambia de un punto a otro. La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado que su temperatura no es uniforme.

En un díasoleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que en las altas. Ello da lugar a que el sonido, como consecuencia de la refracción, se desvía hacia arriba. En esta situación la comunicación entre dos personas suficientemente separadas se vería dificultada. Elfenómeno contrario ocurre durante las noches, ya que la Tierra se enfría más rápidamente que el aire.

La Ley de Snell afirma que el producto del índice de refracción del primer medio y el seno del ángulo de incidencia de un rayo es igual al producto del índice de refracción del segundo medio y el seno del ángulo de refracción. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie deseparación de los medios en el punto de incidencia están en un mismo plano.





III.- Procedimiento Experimental

En la figura 1 podemos observar como una onda llega a la superficie de un medio, es reflejada y refractada. El haz incidente se representa por una sola línea al igual que los haces reflejados y refractados. Los ángulos de incidencia ( ), de reflexión ( ) y de refracción ( ) semiden entre la normal a la superficie y el rayo respectivo, como se muestra en la figura 1.


Figura 1. Esquema de refracción y reflexión de una onda.

• Reflexión:

Es cuando una onda choca con una superficie haciendo que la onda se reflecte. Las leyes que gobiernan este fenómeno son las siguientes:

a) El rayo reflejado se encuentra en el mismo plano que forma el rayo incidente con lanormal.
b) El ángulo de incidencia y de reflexión son iguales, es decir:



Si la superficie es lisa este fenómeno recibe el nombre de reflexión especular, al contrario si la superficie es rugosa, se reflejan distintos rayos en distintas direcciones, recibiendo el nombre de reflexión difusa, un ejemplo para ver estos tipos de reflexión son hacer incidir un haz de luz en una hoja de papel ydespués en hoja de acero pulido.






• Refracción:

Es cuando una onda atraviesa de un medio a otro cambiando así su dirección. A continuación se dan a conocer las leyes que gobiernan este fenómeno:

a) El rayo refractado se encuentra en el plano formado por el rayo incidente y la normal a la superficie.
b) Los ángulos de incidencia y de refracción cumplen la siguiente ecuación:...