refraccion



Refracción

El fenómeno es más acusado (y se puede observar mejor) en los crepúsculos. Observable tanto en los ocasos como en los ortos heliacales. Este fenómeno hace que el sol (y las estrellas) se vea siempre por encima de su posición real y por eso se denomina en astronomía a la posición de los astros posición aparente (modificada por la refracción) o posición real (considerando que nohay atmósfera).

Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda.

El índice de refracción es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo; es un númeroadimensional que caracteriza a un medio transparente, y de define por:



Donde c es la velocidad de la luz en el vacío, y v la velocidad de la luz en el medio.

Cuando una onda incide sobre una superficie que separa dos medios de distintas densidades (medio1 y medio 2), al pasar al segundo medio, cambia su dirección de propagación debido al cambio de velocidad. Se puede decir entonces que larefracción es el cambio de velocidad y de dirección de propagación de una onda, al pasar de un medio a otro de distinta densidad.
En el medio 1 la onda se propaga con velocidad v1 y en el medio 2 con velocidad v2.
La figura muestra una onda cuyo frente de onda es plano. Se propaga en el medio 1 y después en el medio 2. Puede verse, en el rayo trazado que la dirección de propagación ha cambiado cuandoingresa al medio 2.


V1
Ɵ1 Medio 1

V2
Ɵ2 Medio 2



Leyes de la refracción o ley de Snell

El fenómeno de la refracción cumple dos leyes importantes:

1- El rayo incidente, la normal y el rayo refractado son coplanares.
2- El cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante e igual al cociente entrelas velocidades de propagación de la onda en ambos medios.

Sen Ɵ1 = V1
Sen Ɵ2 V2
, Como: , entonces tendremos
Un rayo de luz que se propaga en el aire entra en el agua con un ángulo de incidencia de 45o. Si el índice de refracción del agua es 1.33, .Cual es el ángulo de refracción?
Solución:
θ2 = 32,1o

Modelo Simplificado

La refracción debida a la atmósfera es uno delos fenómenos más estudiados a lo largo de la historia pues afecta a muchas ciencias. Casi todas las fórmulas matemáticas desarrolladas fallan al tratar de aplicarlas pues existe un gran desconocimiento respecto a las leyes que rigen la constitución de la atmósfera. El hecho es que la radiación emitida por un cuerpo celeste, antes de entrar en el anteojo o telescopio del observador, atraviesa laatmósfera terrestre y se refracta en ella, y, puesto que la densidad de la atmósfera aumenta gradualmente al acercarse a la superficie de la Tierra, el rayo de luz que parte de una estrella E e incide en el observador situado en O, como se ve en la figura 1, por existir la refracción va a sufrir una desviación continua en cada cambio de capa, siendo la trayectoria curva E2 →A→O la que le va allegar al observador en O, y éste va creer aparentemente que la estrella se encuentra en la tangente a la trayectoria curva, o sea, piensa que la estrella está aparentemente en E”, en una posición más cercana al cenit, y no coincide la trayectoria aparente con la E1→ O, que es la dirección en la que dicho observador vería el astro de no existir la atmósfera.
Existen diversas fórmulas de distintosautores para cuantificar el valor de la refracción atmosférica que han sido obtenidas de un razonamiento matemático, unido a una determinación empírica de sus parámetros, impuesta por la observación del fenómeno con diferentes condiciones. La precisión en la determinación de la refracción depende de diversos factores [2] [3]:

1. la forma en que se consideran las diferentes capas atmosféricas que...