Refracción de la luz

Que es la refracción
Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción.

Velocidad y dirección
La luz se refracta cuando viaja en ángulo hacia una sustancia con una densidad óptica diferente. Cambia de direcciónporque cambia de velocidad. Por ejemplo, cuando pasa del aire al agua. Entonces la refracción tiene que ver con dos cosas: la velocidad y el ángulo de incidencia. Cuanto más abierto sea el ángulo mayor el cambio de dirección y la refracción.
Si la luz entra en una sustancia con un índice refractivo mayor, irá más lento, como del aire al vidrio. Si el indice es menor irá más rápido, como del agua alaire. La lentitud implica mayor refracción.
Isaac Newton fue uno de los primeros científicos en estudiar la refracción de la luz. Para esto creó un prisma de vidrio con el que reflejaba la luz de la ventana al otro lado del cuarto. De esta manera, a través de la refracción demostró que la luz blanca está hecha de todos los colores del arcoiris.
Los colores se separan al pasar por el prisma porquela luz está compuesta de ondas y algunos colores tienen un largo de onda diferente a otros. Esto hace que su índice de refracción en el vidrio sea diferente, y por tanto se separen y se refracten de manera diferente.

Formula

Velocidad de la luz en distintos medios:
MEDIO V(km/s)
Vacío 300.000
Aire 299.910
Agua 225.564
Relación entre lavelocidad 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 propagación de la luz en el vacío.


Si dividimosla velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente obtenemos un valor que llamamos índice de refracción de ese medio.

n: índice de refracción
c: velocidad de la luz en el vacío
v: velocidad de la luz en el medio material
Si el índice de refracción del agua es n= 1,33, quiere decir que la luz es 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua.
Por lo generalcuando la luz llega a la superficie de separación entre los dos medios se producen simultáneamente la reflexión y la refracción.
Leyes de la Refracción
 Rayo Incidente, es aquel que llega a la superficie de separación de dos medios.
 Rayo Refractado, el rayo que pasa al otro medio.
 Ángulo de Incidencia, el ángulo que se forma entre el incidente y la normal.
 Ángulo de Refracción, elángulo formado por la normal y el rayo refractado.
 Normal, es la perpendicular a la superficie de separación de los medios trazados.
Primera Ley de la Refracción
El rayo incidente, la normal 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 del aire es n = 1.5


Arcoiris
Este fenómeno estudiado por Newton es lo que determina la formación del arcoiris. Cada color se refracta con un ángulo diferente en las gotas, determinando los colores que vemos en el cielo.
¿Por quési las gotas descomponen la luz en diferentes colores los vemos en franjas? Porque solo vemos un color por gota. Dependiendo la distancia de la gota a nosotros es el color que nos mostrará, los que están más lejos enviarán el color rojo a nuestra vista y las que están por debajo el resto de los colores, dependiendo la distancia.
La refracción es un proceso sumamente importante porque permite...