optica_refracción de la luz - Soluciones Tics

Ing. Eduardo Cruz Romero
www.tics-tlapa.com
REFRACCIÓN DE LA LUZ
La refracción de la luz consiste en la desviación que
Segunda
ley:
Para
cada
par
de
sustancias
sufren los rayos luminosos cuando llegan a la superficie de
transparentes, la relación entre el seno del ángulo de
separación entre dos sustancias o medios de diferente
incidencias y el seno del ángulo de refracción, tiene un valor
densidad, si estos inciden perpendicularmente a la superficie
constante que recibe el nombre de índice de refracción n.
de separación de las sustancias, no se refractan. La causa que
matemáticamente esta ley se expresa:
origina la refracción de la luz es el cambio en la velocidad de
los rayos luminosos al penetrar a un medio de diferente
densidad. Los rayos oblicuos que llegan a la superficie de
separación entre dos medios se llama incidentes y los que se
desvían al pasar por esta se les nombra refractados.
𝑛=
𝑠𝑒𝑛 𝑖
𝑠𝑒𝑛 𝑟
La segunda ley se conoce también como ley de Snell
por ser el astrónomo y matemático holanes Willebrord Snell
(1591-1626), quien la descubrió.
Primera ley de la Refracción: El rayo incidente, la
normal y el rayo refractado se encuentran siempre en el
mismo plano.
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En el siguiente cuadro se dan algunos valores de dichos
El índice de refracción también puede calcularse con
índices:
el cociente de las velocidades del primero y segundo medios,
Sustancia
Índice de refracción n
Aire
Agua
1.003
1.33
Alcohol
Vidrio
Diamante
1.36
1.5
2.42
por lo que:
𝑛=
𝑠𝑒𝑛 𝑖
𝑣1
=
𝑠𝑒𝑛 𝑟
𝑣2
Donde:
n = índice de refracción (adimensional)
i = ángulo de incidencia
r = ángulo de refracción
Como se observa en el cuadro el índice de refracción
para el aire casi es igual a 1; por ello, se considera que las
velocidades de la luz en el aire y en el vacío son prácticamente
iguales.
v1 = velocidad de la luz en el primer medio en km/s
v2 = velocidad de la luz en el segundo medio en km/s
Ejemplo: PROBLEMA DE REFRACCION
Un rayo luminoso llega a la superficie de separación entre el
La velocidad de la luz en el vacío es de 300 mil km/s,
mientras que en el aire es de 293 030 km/s y en el agua es de
aire y el vidrio, con un ángulo de incidencia de 60°. Calcular
el ángulo de refracción.
225 mil km/s, la relación entre las velocidades de la luz en el
vacío y en un medio, recibe el nombre de índice de refracción
del medio.
Datos:
Formula:
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≮ i = 60°
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𝑛=
𝑠𝑒𝑛 𝑖
𝑠𝑒𝑛 𝑟
∴ 𝑠𝑒𝑛 𝑟 =
𝑠𝑒𝑛 𝑖
𝑛
≮ r = ¿?
nvidrio = 1.5
Sustitución y resultado:
𝑠𝑒𝑛 𝑟 =
𝑠𝑒𝑛 60|
1.5
𝑠𝑒𝑛 𝑟 =
0.8660
= 0.5773
1.5
r = ángulo cuyo seno es 0.5773
r = 35°
Nota: el ángulo de refracción al ser menor que el de
incidencia, significa que el rayo refractado se acerca a la
normal; pues paso a un medio de mayor densidad.
Física General
Héctor Pérez Montiel
Publicaciones Culturales
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