opti ca refraccion

La refracc ión

de la luz

?¿Qué es la refracc ión

• La refracc ión de la luz es e l cambio de direcc ión que experimentan los rayos luminos os al pas ar de un medio a otro

en e l que s e propagan con dis tinta.ve loc idad

Leyes de la refracc ión

•1 :ª Ley , El rayo inc idente la normal y e l

rayo refractado es tán en e l mis mo plano

NO

RM

AL

RAYO INCIDENTE

RA

YO

RE

FR

AC

TA

DO

Leyes de la refracc ión

• 2 :ª Ley Cuando el rayo

inc idente pas a de un medio de mayor

ve loc idad a otro de , menor ve loc idad e l

rayo refractado s e acerca a la normal

NO

RM

AL

RAYO INCIDENTE

RA

YO

RE

FR

AC

TA

DO

V 1

V 2

V 1 >V 2

Leyes de la refracc ión

• 3 :ª Ley Cuando el rayo

inc idente pas a de un medio de menor

ve loc idad a otro de , mayor ve loc idad e l

rayo refractado s e .ale ja de la normal

NO

RM

AL

RAYO INCID

ENTE

RAYO REFRACTADOV 1

V 2

V 2 < V 1

, Seguramente ahora ya s abrás explicar la caus a

de que veamos torc ida una bombilla de bebida

metida en un vas o con.agua

Toda onda se refracta cuando en su propagación cambia de medio. Cuando la luz se refracta, modifica su rapidez, y generalmente la dirección. En este fenómeno la frecuencia no se ve alterada pero si la longitud de onda. La refracción de la luz cumple con la llamada ley de Snell.

θ1

θ2

REFRACCIÓN DE LA LUZ

ÍNDICE DE REFRACCIÓN

• De acuerdo con la ley de Snell ( 1591-1626) , la rapidez de la luz depende del medio por el cual se propaga. Sabemos que la rapidez máxima de la luz es en el vacío de valor aproximado 300.000 Km/s.

• El índice de refracción nos da cuenta del valor de la rapidez de la luz en cualquier medio en que ella pueda propagarse.

ÍNDICE DE REFRACCIÓN

La luz alcanza su máxima rapidez en el vacío ( C ). Cuando pasa a otro medio se refracta y modifica su rapidez a otro valor “v” . Se puede establecer una comparación de la rapidez de la luz entre esos medios, a través de un cuociente denominado índice de refracción absoluto. Si denominamos como “η” a ese índice se obtiene:

v

C=η Es magnitud adimensional

: REFRACCIÓN DE LA LUZ La ley de Snell

• Se puede demostrar geométricamente que el ángulo de incidencia y el de refracción están relacionados a través de los valores de los índices de refracción de los mismos. Esta ley se conoce como la ley de Snell, cuya expresión matemática es:

2

1

2

1

v

v

sen

sen =θθ

Ley de Snell

ALGUNOS ÍNDICES ABSOLUTOS DE …REFRACCIÓN

SUSTANCIA ηAireAgua

Alcohol EtílicoHie lo

Sal común

Diamante Vidrio crown ligero

Benceno

11.33331,3541,311,5442,4271,5151,501

PERCEPCIÓN DE LAPROFUNDIDAD

Cuando la luz se refracta, puede ocasionar fenómenos que se relación con la posición aparente de las cosas. Un objeto sumergido en el fondo de un estanque, es visto en la posición “P” por un observador “O” ubicado una cierta distancia de él.

Anális is matemático

da

do

sθ1

θ2

tan θ1 = s / da y tan θ 2 = s / do da tan θ1 = d0 tan θ2

da = (tan θ2 / tan θ1) do

Si consideramos la refracción para ángulos pequeños ( θ< 15º), el cos θ≅ 1. Luego tan θ = sen θ / cosθ ≅ senθ . Así la expresión para da queda : da= ( senθ2 / sen θ1 ) do . .Aplicando la ley de Snell se cumple que:senθ2 / sen θ 1= η 2 / η1 , o sea,

senθ2 / sen θ1= 1 / η 1.Finalmente y reemplazando se tiene que:

θ2

θ1

da = do / n1

n1

n2

Las lentes

•Una lente es un sistema óptico cuyo fin es lograr la formación de imágenes usando la propiedad de la refracción de la luz.

Ejemplos: las lupas, los prismáticos, los microscopios, los objetivos de las cámaras fotográficas …

Clas es de lentes

• :CONVERGENTES Son más grues as por e l centro que

. por los extremos Los rayos refractados convergen en un

.punto que s e llama foco

Clas es de lentes

• :DIVERGENTES Son más grues as por los extremos que

. por el centro Los rayos refractados no convergen en

, .un punto s ino que s e s eparan

•Las lentes convergentes pueden ser de las siguientes formas:

•Esquemáticamente se representan así:

•Las lentes divergentes pueden ser de las siguientes formas:

•Esquemáticamente se representan así:

Elementos de una lente

• ( ): Centro óptico O punto que es tá en e l centro

. geométrico de la lente Los rayos que pas an por

é l no s e des vían• ( ): Foco F punto de l que

parten todos los rayos, , que al s er re fractados

s alen parale los al e je.horizontal

• ( ’): Foco imagen F punto por e l que pas an todos los

rayos re fractados que inc iden en la lente

.parale los al e je horizontal

F F’

Formación de imágenes en una lenteconvergente

F F’2F

, .Se forma una imagen real invertida y mayor

Objeto s ituado entre e l Foco y el doble de la

.dis tancia focal

Formación de imágenes en una lenteconvergente

F F’2F

Objeto s ituado más lejos del

doble de la .dis tancia focal

, .Se forma una imagen real invertida y menor

Formación de imágenes en una lenteconvergente

F F’2F

Objeto s ituado entre e l foco y la.lente , ( Se forma una imagen virtual derecha y mayor efecto

).lupa

Además de los tres casos vistos hay dos más:

• Objeto s ituado en e l doble de la .dis tanc ia focal

• .Objeto s ituado en el Foco

• ¿Te atreves a dibujar los es quemas de ?la formación de las imágenes

Formación de imágenes en una lenteconvergente

Formación de imágenes en una lentedivergente

2F

F ’F

Objeto s ituado en .cualquier punto

, .Se forma una imagen virtual derecha y menor

Ecuación del Fabricante de lentes

Para determinar la ubicación de la imagen, del objeto o distancia focal se utilizan las mismas

ecuaciones de los espejos.