teoría sobre óptica iii.

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TEORÍA SOBRE ÓPTICA III.
Refracción y Reflexión.
El estudio sistemático de los fenómenos ópticos comenzó en la época de la Grecia
clásica, en el periodo alejandrino en que comenzaron a hacerse experimentos, de
acuerdo con el método aristotélico. Comenzó por determinar la relación de los
ángulos de incidencia y refracción, y las de Ptolomeo son las primeras medidas que
nos han llegado, aunque la ley fue descubierta mucho antes por Euclides.
La Reflexión
Todos conocemos el fenómeno de la reflexión. A continuación
veremos cuales son las bases físicas de proceso.
Sabemos que cuando un objeto se ilumina, refleja parte de la luz
que ha recibido. Esta luz reflejada es la que puede llegar a
nuestros ojos, haciendo posible que formemos una imagen del
objeto. También sabemos que la luz se transmite por el vacío en
línea recta (y por una masa de aire homogénea). Al camino que
sigue la luz lo llamamos rayo. Esa es la base del mecanismo de la
visión. Pero si una parte de los rayos que emite un objeto
iluminado encuentran en su camino una superficie pulimentado
plana, se reflejan en ella.
Si estos rayos alcanzan el ojo, veremos el objeto en un lugar diferente del que
realmente ocupa o, como en el caso de la figura, veremos tanto la imagen original
como la reflejada.
El modelo más sencillo que explica este fenómeno es el que se representa en la
figura adjunta. Los rayos que provienen del objeto se reflejan en la superficie
reflectante y llegan a nuestro ojo. La imagen que se forma parece provenir de un
punto que se encuentra "detrás" de la superficie en que se ha reflejado el rayo
inicial.
El proceso físico correspondiente es la reflexión de la luz.
Para estudiarlo debemos aislar el fenómeno tanto como sea posible y añadimos los
aparatos de medida necesarios para determinar de manera cuantitativa la forma en
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que ocurre el fenómeno.
En la figura siguiente están representados el rayo incidente, la perpendicular o
normal al punto de incidencia, el rayo reflejado y la superficie del espejo.
En ángulo de incidencia es el ángulo formado por el rayo incidente y la
normal.
El ángulo de reflexión es el ángulo formado por el rayo reflejado y la
normal.
Podemos estudiar este fenómeno efectuando experimentos muy simples.
Colocamos un espejo plano vertical y situamos un transportador de ángulos
perpendicularmente al espejo. Por medio de una linterna a la que hayamos cubierto
con un cartón perforado, de forma que solo emita un haz estrecho le luz, podemos
medir el ángulo de incidencia y el de reflexión de este haz. También podemos
utilizar un puntero láser, teniendo cuidado de no dirigir el rayo del puntero a los
ojos, ya que produce quemaduras permanentes en la retina.
Realiza tú mismo este experimento, y comenta cómo te ha salido en este
espacio.
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Habrás descubierto que... el ángulo de incidencia = ángulo de reflexión.
Esta ley fue descubierta por Euclides de Alejandría en su "Óptica", hacia el año
300 antes de Cristo. Allí describe los rayos de luz como líneas rectas.
Refracción
Todos hemos observado el fenómeno de la refracción. Si introducimos parte de un
bastón en el agua, éste aparece como si se hubiese quebrado.
Esa es la razón por la que al fenómeno se le llama refracción, palabra
derivada de fraccionar o romper.
Es evidente que si el extremo inferior del bastón
se ve en un sitio diferente del que ocupa
realmente es porque los rayos de luz que
provienen de ese extremo se han desviado, como
muestra la figura.
La razón por la que se ve el extremo del bastón
más alto es que los rayos que salen del extremo
del bastón real, X, (en rojo en la figura) se
desvían en la superficie del agua. El ojo forma la
imagen en la prolongación de los rayos en Y, es
decir, más arriba de su lugar.
Realízalo tu mismo y coméntanos tus resultados.
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Para ver el camino que sigue el rayo en el agua se puede disolver
una pequeña cantidad de leche (menos de una gota en un vaso)
para conseguir una pequeña dispersión óptica que nos permita
observar el rayo. De esa manera podemos medir el ángulo de
incidencia (1) y el de refracción (3).
Por el experimento anterior sobre reflexión sabemos que 1 = 2.
Haz un transportador de ángulos
utilizando la la plantilla de la
derecha y ponla (puedes pegarla
con celo) en la superficie de un
frasco. A continuación pon un haz
de luz (puntero láser) y mide el
ángulo de refracción.
A continuación pon un espejo en el
interior del recipiente y mide
también el ángulo de reflexión que
ha salido. Mira si puedes encontrar
algún tipo de relación entre los
tres ángulos. Prueba a poner el
rayo desde otro ángulo.
A continuación pon los resultados obtenidos. Añade dibujos si es necesario
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