Refraccióndaluz es el fenómeno que consiste en el cambio de velocidad de propagación de la onda electromagnética cuando atraviesa diferentes medios ópticos. Durante refracción, el largo de onda de cambios de luz, mientras tu frecuencia restos constante. La refracción puede ir acompañada o no de una cambioadirección de la propagación de la luz.
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Introducción a la refracción de la luz
LA refracción ocurre cuando la luz cruza la interfaz entre dos medios ópticos y transparentes, como el aire y el agua. Cuando esto sucede, el velocidadenpropagacióndaluzcambios, ya que esta velocidad depende de una característica de cada medio óptico llamado índiceenrefracciónabsoluto.
El índice de refracción absoluto es un grandezaadimensional, es decir, una cantidad que no tiene unidad de medida, calculada por la relación entre el velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en ese medio.
No - índice de refracción
C - velocidad de la luz en el vacío (c ≈ 3.0.108 Sra)
v - velocidad de la luz en el medio (m / s)
Cuanto mayor sea el índice de refracción de un medio, más lenta será la velocidad a la que la luzSise extiende dentro de ella, en otras palabras, decimos que el medio es más refringente. Dado que no existe un medio óptico en el que la luz viaje más rápido que en el vacío, el índice de refracción absoluto es siempre mayor o igual a 1.
Compruebe el índice de refracción de algunos medios ópticos conocidos en la siguiente tabla:
medio óptico |
Índice de refracción |
Aire atmosférico (25 ° C) |
1,00029 |
Agua (25 ° C) |
1,33 |
Alcohol etílico |
1,36 |
sal de mesa |
1,54 |
Glicerina |
1,90 |
Acrílico |
1,49 |
Diamante |
2,42 |
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Refracción de la luz y sus propiedades.
LA refraccióndaluz siempre ocurre cuando el índice de refracción relativo entre dos medios es diferentede 1. La fórmula para el índice de refracción relativo se muestra a continuación, tenga en cuenta:
No1,2 - índice de refracción relativo de los medios 1 y 2;
No1 y no2 - índice de refracción del medio de fuente de luz y del medio de destino de luz, respectivamente;
v1 y usted2 - velocidad de propagación de la luz en el medio en el que la luz emerge y se sumerge, respectivamente.
A diferencia del índice de refracción absoluto, que mide la relación entre la velocidad de la luz en ese medio y la velocidad de la luz en el vacío, el El índice de refracción relativo mide la relación entre la velocidad de propagación de la luz en los dos medios. y, por tanto, puede asumir valores mayor o menor que 1.
El cambio en la velocidad de la luz que pasa del medio 1 al medio 2 puede provocar la aparición de un desplazamiento lateral del haz de luz. Este cambio ocurre si el rayo de luz en cuestión golpea perpendicularmente a la superficie (90º), en la misma dirección que el derechonormal al plan. La línea normal, a su vez, se utiliza como referencia para las medidas del ángulos de incidencia y refracción, como se muestra en la siguiente figura:
θI y θr – ángulos de incidencia y refracción
No1 y no2- índice de refracción de los medios 1 y 2
Otro hecho importante sobre la refracción de la luz se refiere a la dependencia Entre los índice de refracción y el frecuencia de luz incidente. El cambio en la velocidad de la luz depende, entre otros factores, del "color" de la luz: Cuanto mayor sea la frecuencia de la onda de luz, menor será el índice de refracción absoluto del medio.. Por eso la luz blanca disperso en bandas de múltiples colores al pasar por un prisma: cada uno de sus componentes tiene un índice de refracción específico y esto hace que cada uno de ellos sufra un cambio de dirección específico. ¿Quiere comprender mejor las diferentes frecuencias de luz? Accede a nuestro texto: espectro electromagnético.
Leyes de refracción
Una vez que conocemos los conceptos principales de refracción, podemos entender cómo la leyes de refracción:
→ 1a ley de refracción
LA primera ley de refracción afirma que el Los rayos de luzincidente y refractado, así como la línea normal, son rectas coplanar, es decir, deben estar contenidos en el mismo plano.
→ 2a ley de refracción - Ley de Snell-Descartes
LA segunda ley de refracción, también conocido como Ley de Snell-Descartes, se utiliza para calcular el Desvíoangular sufrido por el rayo de luz refractada. Según esta ley, la relación entre los senos de los ángulos de incidencia y refracción es igual a la relación entre las velocidades de la luz en los medios incidente y refractado, respectivamente. La fórmula para la segunda ley de refracción se muestra a continuación, tenga en cuenta:
Ejercicios resueltos sobre la refracción de la luz.
Pregunta 1) Determine el índice de refracción absoluto de un medio óptico en el que la luz se propaga a una velocidad de 2.4.10.8 Sra.
Datos: c = 3.0.108 Sra
a) 1,75
b) 1,50
c) 1,25
d) 2,50
e) 1,45
Plantilla: Letra C. Para resolver el ejercicio, usemos la fórmula del índice absoluto de refracción:
Pregunta 2) Un rayo de luz que proviene de un medio en el que su velocidad de propagación es 1.5.108 m / s cae en la interfaz de otro medio óptico, en el que la luz se propaga a una velocidad de 2.0.108 Sra. Calcule el índice de refracción relativo entre estos medios ópticos.
a) 1,33
b) 1,40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Plantilla: Letra a. Usaremos la fórmula del índice de refracción relativo:
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física