Documento 08

Documento 08
FORMACIÓN
ESFÉRICOS
DE
IMÁGENES
EN
ESPEJOS
A. Rayos principales en un espejo cóncavo
B. Rayos principales en un espejo convexo
1. Paralelo al eje óptico, se refleja como si viniera del
foco.
Para encontrar la imagen de un objeto se utilizan dos de
tres rayos principales que son:
1. Todo rayo que incide paralelo al eje principal, se
refleja pasando por el foco f.
2. Todo rayo que incide en la dirección del foco se
refleja paralelo al eje principal
2. Todo rayo luminoso que incide, pasando por el
foco, se refleja paralelamente al eje principal.
3. Aquel rayo que apunta al centro de curvatura se
refleja sobre sí mismo
3. Todo rayo que incide pasando por el centro de
curvatura, se refleja sobre sí mismo
Ejemplo :caso único:
ejemplos:
1.
1.
2.
- En un espejo cóncavo cuando el objeto se encuentra a
la izquierda del centro produce una imagen real invertida,
de menor tamaño, en cambio cuando el objeto esta
localizado entre el foco y el espejo la imagen es virtual,
derecha y de mayor tamaño.
- En un espejo convexo la imagen es virtual, derecho y
tamaño reducido
REFRACCIÓN DE LA LUZ
Qué es la refracción.??? En un capítulo anterior vimos
que si un haz de luz, al propagarse en el aire, encuentra
la superficie de un bloque de vidrio, parte del haz es
reflejado y parte penetra en el cuerpo. La porción del
haz que se refleja se estudió en ese capítulo, y ahora,
vamos a analizar el haz luminoso que se propaga en el
vidrio. Experimentalmente se halla que tal haz se
propaga en una dirección diferente de la del haz
incidente; es decir, la dirección de propagación de la luz
se altera cuando pasa del aire al vidrio, como se observa
en la Figura 1. Cuando esto sucede, decimos que la luz
experimenta una refracción, o sea, que la luz se
refracta al pasar del aire al vidrio.
Índices de refracción
sustancia
n
Índices de refracción
Vidrio
1.50
Hielo
1.31
Alcohol
etílico
1.36
Sal de
cocina
1.54
Agua
1.33
Cuarzo
1.54
Glicerina
1.47
Circonio
1.92
Disulfuro de
carbono
1.63
Diamante
2.42
Rutilo
2.80
Se puede demostrar que cuando la luz pasa de un medio
cuyo índice de refracción es n1 , hacia otro cuyo índice
de refracción es n2 , tendremos siempre que
n1 sen θ1 = n 2 sen θ2
donde θ1 es el ángulo de incidencia y θ2 el ángulo de
refracción.
Conclusión importante
Ley de refracción
Cuando un rayo de luz pasa de un medio 1 en el cual su
velocidad es v1 a un medio 2 en el cual posee velocidad
v2 , se cumple que
Donde
senθ1 v1
=
senθ 2 v2
θ1 y θ 2 son los ángulos de incidencia y refracción
Cuando un rayo luminoso se refracta al pasar de un
medio a otro con mayor índice de refracción, el ángulo
de refracción es menor que el de incidencia, o en otras
palabras, el rayo se refracta "acercándose a la
normal", como muestra la Figura a.
De igual manera un rayo luminosos al pasar de un medio
a otro cuyo índice de refracción es menor, el rayo
luminoso se refracta "alejándose de la normal", como
se ve en la Figura b.
Índice de refracción. Consideremos un caso particular
importante en el cual un rayo luminoso, que se propaga
en el vacío, sufre refracción al penetrar en un medio
material cualquiera. En este caso, por lo que acabamos
de aprender, tendremos que
sen θ1 c
=
sen θ2 v
donde c es la velocidad de la luz en el vacío, y v es la
velocidad en el medio material al cual penetra desde
aquél. El cociente c/v es muy importante en el estudio
de la refracción y se denomina índice de refracción del
medio en cuestión. Observe que n es un simple número
(sin unidades), pues es el cociente de dos magnitudes
de la misma especie (dos velocidades). Su valor es
mayor que 1 para cualquier medio material, dado que la
velocidad de la luz en el vacío ( 3,0 × 10 8 m / s ) es
mayor que en cualquier sustancia. En el caso del aire
podemos considerar n = 1,0, pues la velocidad de la luz
en el aire es aproximadamente igual a 3,0 × 10 8 m / s .
La Tabla 1 da valores del índice de refracción para diversas sustancias.
Pero obsérvese que cualesquiera que sean los valores
de n1 y n 2 , si un rayo luminoso incide con un ángulo θ1
= 0º, tendremos por la ley de Snell ( n1senθ1 = n2senθ2 )
que también θ2 = 0º, o sea, que el rayo luminoso no
sufre ninguna desviación al pasar desde un medio hacia
el otro (Figura c).