Guian°3_Fisica_LT_1°Medio

LICEO TAJAMAR
PROVIDENCIA
DEPTO FISICA
GUÍA DE APRENDIZAJE No.3
SECTOR
: Física
NIVEL : 1º Medio
PROFESOR
: Marcelo Arros A.
UNIDAD TEMÁTICA
: Refracción de la luz
CONTENIDO
: Refracción
OB.DE APRENDIZAJE :Aplica el concepto de refracción a la resolución de problemas
______________________________________________________________________
INSTRUCCIONES: Las alumnas pueden desarrollar esta unidad en grupos.
Recuerde que sólo debe enviar las respuestas de esta guía incluyendo nombre(s) y
curso, las actividades que Ud. desarrollará utilizando su libro es sólo para reforzar
contenidos de la unidad.
REFRACCIÓN
El cambio de velocidad de los rayos luminoso al pasar de un medio transparente de distinta
densidad a otro, se conoce como refracción de la luz. En este proceso junto con cambiar de
velocidad, también se produce un cambio de dirección en su propagación.
Leyes de la refracción.
1º- El rayo incidente, el rayo refractado y la normal son coplanares.
2º- Un rayo al pasar oblicuamente de un medio menos denso a otro más denso se desvía
acercándose a la normal. Su velocidad disminuye.
3º- Un rayo al pasar oblicuamente de un medio más denso a otro menos denso se desvía
alejándose de la normal .Su velocidad disminuye.
Nota : Si un rayo incide perpendicularmente en una superficie , no cambia de dirección , pero
si de velocidad.
Índice de refracción.
La velocidad de la luz varía de en medio a otro y alcanza su mayor valor en el vacío.
El cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en un medio se
conoce como Índice de refracción.
N= c / vm , donde.
N. Índice de refracción .
c: velocidad de la luz en el vacío.
Vm: velocidad de la luz en el medio en que se propaga.
El índice de refracción no tiene unidad
Algunos índice de refracción.
Cuarzo= 1,54
Agua = 1,33
diamante = 2,45
vidrio
= 1,45 a 1,70
vacío = 1
brillante= 2,4
Ejemplo : ¿ Con qué velocidad se propaga la luz en el brillante si su índice de refracción es
de 2,4 ?
Datos:
vm = c / N
N = 2,4
C 0 3 x 108 m / s
vm = 3 x 108 m/s =1, 25 x 108 m/s
2,4
Vm = X
Respuesta: La velocidad de la luz en el brillante es de 1,25 x 108 m/s.
RESUELVA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS.
1.- La velocidad de la luz en el sulfuro de carbono es de 1,83 x 10 8 m/ s. Determine su índice
de refracción.
2.- ¿Con qué velocidad se propaga la luz en el diamante si su índice de refracción es de
2,45?
3.- ¿Con qué velocidad se propaga la luz en el agua si su índice de refracción es de 1,33?
4.- Si la velocidad de la luz en una sustancia es de 2,45 x108 m / s , entonces , ¿cuál será su
índice de refracción?
5.- ¿En qué porcentaje se reduce la velocidad de la luz al pasar del vacío al agua?
Ejemplos de refracción de la luz .
-
-
Los objetos situados en el fondo de un vaso con agua , en una piscina, en un río,
etc. se ven más arriba de lo que realmente están . Esto se debe a que los rayos
que se refractan se alejan de la normal al salir del agua.
El fondo de una piscina parece más arriba y los ríos parecen menos profundos al
mirar oblicuamente las piedras del fondo.
Una varilla introducida en un líquido o una cuchara en una taza con agua se ve
como si estuviera doblada en la superficie de separación del agua con el aire.
Reflexión total interna de la luz.
Ya sabemos que un rayo luminoso al pasar de un medio más denso a otro menos denso se
desvía alejándose de la normal, lo que produce un ángulo de refracción mayor que el ángulo
de incidencia.
Supongamos que, con una linterna, enviamos un rayo de luz desde el agua hacia el aire
como muestra la figura. Debido a que el índice de refracción del aire es menor que el del
agua , el ángulo del rayo refractado será mayor que el de incidencia, el rayo refractado
se abrirá cada vez más , hasta alejarse tanto de la normal que saldrá justo por la superficie
que separa el agua del aire. El ángulo de incidencia que provoca este comportamiento se
conoce como ángulo crítico. Para un ángulo mayor, el rayo incidente no sale del agua
reflejándose completamente hacia el interior , provocando una reflexión total interna.
Una aplicación de la reflexión total interna ocurre en la fibra óptica.
Fenómenos producidos por la refracción
-
-
cuando viajamos por la carretera en día muy caluroso, vemos agua sobre el
camino.
Esto ocurre porque el aire que está en contacto con el pavimento caliente , tiene
un índice de refracción menor que el aire de más arriba.
Lo mismo ocurre si miramos a través de una fogata. Esto ocurre porque el calor del
fuego y las corrientes de aire ascendentes producen cambios en el índice de
refracción del aire, por lo tanto, la luz se refracta y provoca distorsiones de las
imágenes.
El parpadeo de las estrellas se debe a que la luz que llega a nuestros ojos tiene
que pasar por distintas capas de la atmósfera , con diferentes densidades.
Los prismas y el arco iris
Los prismas son cuerpos geométricos que tienen dos caras paralelas e iguales llamadas
bases, mientras las otras caras son rectangulares (en Física son transparentes).
Un rayo de luz que incide sobre un prisma de caras paralelas, se refracta acercándose a la
normal y luego sale con el mismo ángulo que incidió en la cara, como lo indica la figura
El rayo que sale se ha trasladado paralelamente con respecto al que incidió.
¿Cómo se forma el arco iris?
Después de una lluvia las gotitas de agua que quedan suspendidas en el aire actúan como
un prisma. La luz blanca del sol se refracta y se dispersa en el interior y al llegar al opuesto
de la gota, se produce una reflexión total interna de modo que los rayos rojos y violetas se
cruzan y se refractan al volver a salir al aire.
Nota: los colores que observamos en nuestro medio se producen por reflexión, es decir, la
luz blanca incide en un cuerpo, este absorbe todas las frecuencias o colores menos la
frecuencia o color del cuerpo que es reflejado.
Ejemplo: un cuerpo que vemos azul absorbe todas las frecuencias menos la azul que es
reflejada.
También tenemos el color por transmisión. Si tomamos una lámpara de luz blanca y la
envolvemos en papel celofán rojo, la frecuencia que transmite o deja pasar es el rojo.
)
CONTESTE LAS SIGUENTES PREGUNTAS Y ENVÍE SUS RESULTADOS
1.- En la refracción de la luz el rayo incidente experimenta :
a) Un cambio de velocidad al pasar de un medio a otro
b) Un cambio en el ángulo de reflexión
c) Un cambio en la dirección al pasar de un medio a otro
d) No experimenta cambios
e) son correctas a y c
2.- Un rayo pasa del aire al agua ,¿qué ocurre con el rayo refractado?
a) Se desvía alejándose de la normal
b) Se desvía acercándose a la normal
c) No experimenta desviación
d) No se refracta, solo se refleja
e) N:A
3.-El cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en un medio,
corresponde a:
a) Ïndice de reflexión
b) Indice de absorción
c) Ïndice de refracción
d) interferencia
e) N:A:
4.- La unidad en que se expresa el índice de refracción es:
a) m / s
b) s / m
c) m
d) s
e) N:A
5.- ¿Qué ocurre con un rayo que incide perpendicularmente en una superficie?
a) Se desvía en un ángulo de 90º
b) Se desvía en un ángulo de 180º
c) Se desvía en un ángulo de 45º
d) Se desvía en un ángulo de 60º
e) No se desvía.
6.-¿Cuál de los siguientes hechos no corresponde a una refracción?
a) Una varilla introducida en un líquido
b) Una imagen invertida en una pantalla
c) La profundidad aparente de un río
d) Un rayo luminoso entrando a la atmósfera
e) Un rayo saliendo del agua
7.-Un haz de rayos luminosos que emite una linterna en el interior de una pileta se
encuentran en un ángulo que no les permite salir del agua . Este hecho corresponde a:
a) Reflexión total interna
b) Reflexión total externa
c) Absorción total
d) Refracción total externa
e) Refracción total interna
8.- ¿Cuál o cuáles de los siguientes hechos es o son fenómenos de refracción?
a)
b)
c)
d)
e)
La observación de agua en una carretera en un día caluroso
La descomposición de la luz al pasar por un prisma.
La observación de un espejismo
Todas son correctas
Ninguna es correcta
9.- Una onda cuando viaja a través de fibra óptica ,experimenta:
a) Una refracción total
b) Una interferencia
:
c) una absorción total
d) una reflexión total interna
e) N:A
10.- ¿Qué fenómenos experimenta la luz cuando pasa por una gota de agua?
a)
b)
c)
d)
e)
Reflexión , absorción y refracción
Absorción, reflexión y refracción
Reflexión, refracción y reflexión
Refracción, reflexión y refracción
Absorción Reflexión y absorción