Curso: FÍSICA Tema: Refracción de la luz Grado: 4to Semana: 38 Refracción de la luz 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. FOTO FOTO Índice de refracción En el fenómeno de la refracción la rapidez de propagación de la luz siempre cambia. Si dividimos la 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, el cual es adimensional. También hay que tener en cuenta que el valor de la frecuencia se mantiene constante al cambiar de medio. FOTO Índice de refracción relativo Permite comparar las velocidades 𝒗𝟏 y 𝒗𝟐 de dos medios diferentes entre los medios 1 respecto del 2 como cociente entre ambas: 𝑛12 𝑣2 = 𝑣1 FOTO Ley de Snell La ley de Snell nos dice que se cumple la siguiente relación: 𝒏𝟏 𝑛1 sin 𝜃1 = 𝑛2 sin 𝜃2 De la ley de Snell podemos deducir lo siguiente: 𝒏𝟐 •Si la luz pasa de un medio más rápido a otro más lento (por ejemplo del vacío al vidrio), el ángulo de refracción es menor que el de incidencia. •(por ejemplo del diamante al vacío), Si pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro con menor índice de refracción el ángulo de refracción es mayor que el de incidencia. Reflexión interna total Cuando la luz incide sobre un medio de menor índice de refracción, el rayo se desvía de la normal, de tal manera que el ángulo de salida es mayor que el ángulo incidente. A tal reflexión se le llama comúnmente "reflexión interna". El ángulo de salida alcanzará los 90º, para algún ángulo de incidencia crítico θ𝒄 , y para todos los ángulos de incidencia mayor que este ángulo crítico, la reflexión interna será total. FOTO FOTO Ángulo crítico El ángulo crítico se puede calcular a partir de la ley de Snell estableciendo en ángulo de refracción igual a 90º. La reflexión interna total es importante en la óptica de fibra y se emplea en los prismas de polarización. FOTO NOTA: Para cualquier ángulo de incidencia menor que el ángulo crítico, parte de la luz incidente será transmitida y parte será reflejada. FOTO Clasificación de los cuerpos según su comportamiento frente a la luz Según su comportamiento frente a la luz, los cuerpos se clasifican en transparentes, translúcidos u opacos Transparentes. Translúcidos. Dejan pasar casi totalmente la luz que les llega. A través de ellos podemos observar los objetos que se encuentran detrás. Ejemplos: el agua pura y el vidrio. Dejan pasar solo una pequeña parte de la luz que les llega. No podemos ver con claridad los objetos que están situados detrás de ellos. Ejemplos: el vidrio esmerilado y el papel de seda. Opacos. No dejan pasar la luz que les llega. No podemos ver los objetos que hay detrás de ellos. Ejemplos: madera, metal o mármol. ¿Por qué titilan las estrellas en el cielo? En realidad, lo que fluctúa es la atmósfera. Las variaciones de temperatura de cada capa de la atmósfera según el viento en ellas causan variaciones en la dirección de la luz de cada estrella desde que llega a las capas altas de la atmósfera hasta que llega a nuestros ojos en la superficie. La luz se refracta como lo hace en los cristales de las joyas. Cuando éstas se mueven, la luz refractada cambia de dirección como hace la luz que llega de las estrellas. La refracción vibrante es mucho más pronunciada cuando la luz de la estrella llega desde el horizonte, mientras que la Polar, que está arriba, fluctúa mucho menos. La atmósfera está siempre en movimiento, y este es turbulento, en pequeños vórtices que van uniéndose hasta formar los grandes ríos de aire que producen el tiempo meteorológico. La luz de las estrellas no viene de las varitas de las hadas en el cielo. "La ciencia genera menos ilusión, pero es mas bella que ésta". Lentes Las lentes son medios transparentes de vidrio, cristal o plástico limitados por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas. Una lente óptica tiene la capacidad de refractar la luz y formar una imagen. La luz que incide perpendicularmente sobre una lente se refracta hacia el plano focal, en el caso de las lentes convergentes, o desde el plano focal, en el caso de las divergentes. EJEMPLO # 01 translúcido EJEMPLO # 02 igual a vacío ORGANIZADOR VISUAL REFLEXIÓN DE LA LUZ La refracción de la luz es cuando la onda lumínica traspasa de un medio material al otro al propagarse, tras lo cual se produce de inmediato un cambio en su dirección y su velocidad. Reflexión interna total Índice de refracción Dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente -Transparentes -Translúcidos -Opacos 𝛼 Ley de Snell 𝒏𝟏 𝒏𝟐 𝑛1 sin 𝜃1 = 𝑛2 sin 𝜃2 Clasificación de los cuerpos PROBLEMAS PROPUESTOS Ejercicio 01 Ejercicio 02 Ejercicio 03
