INGENIERÍA INDUSTRIALINGENIERÍA INDUSTRIAL

FÍSICA IIIFÍSICA III

La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad.

NO

RM

AL

RAYO INCIDENTE

RA

YO

RE

FR

AC

TA

DO

NO

RM

AL

RAYO INCIDENTE

RA

YO

RE

FR

AC

TA

DO

NO

RM

AL

RAYO INCID

ENTE

RAYO REFRACTADO

a) 1era Ley: “El rayo incidente, el rayo reflejado y normal trazados en el punto de incidencia están contenidos en un mismo plano”

b) 2da Ley (ley de Snell): Entre el ángulo de incidencia y el de refracción, existe la siguiente relación:

n1·sen i = n2· sen r

El valor del ángulo incidente y el ángulo de refraccióndepende de los índices de refracción de los dosmedios.

• Si el ángulo de incidencia es igual a cero i = 0°, entonces el ángulo de refracción r = 0°, es decir no hay desviación para los rayos que inciden perpendicularmente.

• Cuando un rayo luminoso se desplaza de un medio de menor índice de refracción a otro de mayor índice, el rayo refractado se acerca a la normal (N), y viceversa.

Siendo así la refracciónrefracción, es un fenómeno relacionado con la transmisión de las ondas, incluyendo la luz, en el cual los rayos luminosos siguen una trayectoria rectilínea, pero cuando pasan de un medio de transporte a otro, se refracta (se “quiebran”), debido a que la luz tiene distancia, velocidad según la densidad del material que atraviesa. Por ejemplo, cuando la luz pasa del aire al agua su velocidad se reduce. Esto hace que la luz se refracte, excepto cuando incide perpendicularmente en la superficie.

Se llama índice de refracción (n) a la relación entre la velocidad de la luz en el vacío (c) y en un medio en el que pueda propagarse (v).

n = c / vRecuerda que c = 300.000 km/s

c = 300.000.000 m/s

SUSTANCIAVELOCIDAD DE

LA LUZÍNDICE DE REFRACCIÓN

Aire 299.912 km/s 300.000 / 299.912 = 1,000293

Agua 224.900 km/s 300.000 / 224.900 = 1,333926

Vidrio 189.873 km/s 300.000 / 189.873 = 1,580003

MATERIAL MATERIAL nn

Vacío 1

Aire (*) 1,00029

Agua (a 20ºC) 1,333

Hielo 1,31Diamante 2,417Acetona

1,36

Alcohol etílico 1,36

Solución de azúcar (30%) 1,38

Glicerina 1,473

Solución de azúcar (80%) 1,52

Cuarzo 1,54

Aceite 1,51

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. Es

evidente que n será mayor o igual que 1.Cada sustancia transparente tiene su propio índice de refracción.

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 refraccióníndice de refracción de ese medio.

n: índice de refracciónc: velocidad de la luz en el vacíov: velocidad de la luz en el medio material

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Refracción de la luz en la interfaz entre dos medios con diferentes índices de refracción (n2 > n1). Como la velocidad de fase es menor en

el segundo medio (v2 < v1), el ángulo de refracción θ2 es menor que el

ángulo de incidencia θ1; esto es, el rayo en el medio de índice mayor es

cercano al vector normal.

    

Frentes de onda de una fuente puntual en el contexto de la ley de Snell. La región debajo de la línea gris tiene

un índice de refracción mayor y velocidad de onda proporcionalmente menor que la región por encima de

la línea.

Newton descubrió que la luz blanca es una mezcla de colores.

Si un haz de luz blanca atraviesa un medio dispersor los colores se separan debido a que tienen diferentes índices de refracción.

La luz que más se refracta es la violeta, y la que menos la roja.

Un arco iris se forma cuando las gotas de lluvia descomponen la luz solar blanca en su espectro. Cuando la luz atraviesa una gota de agua, primero se desvía y luego se refleja hacia el ojo del observador. La desviación, conocida como refracción, es distinta para la luz de distintos colores. La luz roja es la que menos se desvía y la violeta la que más.

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

Las lentes se emplean para muy diversos fines: podemos encontrarlas en las gafas, las lupas, los prismáticos, los microscopios, los objetivos de las cámaras fotográficas …

Mecanismo de un espejismo. La densidad desigual del aire, a causa de ciertas temperaturas, produce una refracción de

la luz del cielo. Ello, a su vez, provoca que el observador interprete su procedencia desde el suelo. Naturalemente,

esto se interpreta como un charco de agua que refleja la luz del cielo, pero no es el caso.

Ay si! Ay si! Ay si!Ay si!