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Reflexión y refracción Prof. Jesús Hernández Trujillo Facultad de Química, UNAM Substancias reales/J. Hdez. T– p. 1/17
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Reflexión y refracción
Prof. Jesús Hernández TrujilloFacultad de Química, UNAM
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 1/17
• Óptica:estudio del comportamiento de la luz y engeneral de la radiación electromagnética
Óptica geométrica
La luz se describemediante frentes de
onda
⇓
• Reflexión• Refracción
vs
Óptica física
Se analiza elcomportamientoondulatorio de la
radiaciónelectromagnética
⇓
• Interferencia• Difracción
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 2/17
Ejemplo:
Tomado de: Física, Alonso & Finn,Addison–Wesley Iberoamericana, 1992
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 3/17
Cuando una onda se encuentra con una interfase seobservan los fenómenos de reflexión y refracción
superficie lisa
En la refracción cambia la dirección de la luz altransmitirse de un medio a otro
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 4/17
Cuando una onda se encuentra con una interfase seobservan los fenómenos de reflexión y refracción
superficie no lisa
reflexión difusa
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 4/17
La velocidad de las ondas depende del medio depropagación
Índice de refracción:
Cociente de la rapidez de la luzen el vacío entre la rapidez en unmaterial
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 5/17
La velocidad de las ondas depende del medio depropagación
Índice de refracción:
Cociente de la rapidez de la luzen el vacío entre la rapidez en unmaterial
n =c
v, n > 1 en un material
Esto significa que
v ∼1
n
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 5/17
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 6/17
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 7/17
Leyes de reflexión y refracción
n1
n2
θi θ′
r
θr
medio 1
medio 2
normal
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 8/17
Leyes de reflexión y refracción
n1
n2
θi θ′
r
θr
medio 1
medio 2
normal
Experimentalmente:
1. Los rayos incidente, reflejado,refractado y la normal están enel mismo plano
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 8/17
Leyes de reflexión y refracción
n1
n2
θi θ′
r
θr
medio 1
medio 2
normal
Experimentalmente:
2. El ángulo de incidencia y dereflexión son iguales para cual-quier par de materiales y paratodas las longitudes de onda
θi = θ′
rLey de reflexión
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 8/17
Leyes de reflexión y refracción
n1
n2
θi θ′
r
θr
medio 1
medio 2
normal
Experimentalmente:
3. El cociente de los senos de losángulos de incidencia y refracción
es constante e igual al inverso del cociente de losíndices de refracción
Ley de Snellsen θi
sen θr=
n2
n1
≡ n21
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 8/17
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 9/17
Casos:
1. n21 > 1
sen θi = n21 sen θr
sen θi > sen θr
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 10/17
Casos:
2. n21 < 1
sen θi = n21 sen θr
sen θi < sen θr
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 11/17
Casos:
3. Reflexión interna total
∃θi = θc tal que θr = π/2
sen θc = n21 senπ/2
n21 < 1
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 12/17
Ejemplos de reflexión interna total:
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 13/17
Ejemplos de reflexión interna total:
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 14/17
Ejemplos de reflexión interna total:
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 15/17
Aspecto ondulatorio de la luz:
La frecuencia de un rayo de luz no cambia al pasar deun material a otro
• En el vacío:
ν =c
λ0, c = νλ0
• En un material:
ν =v
λ, v = νλ
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 16/17
Aspecto ondulatorio de la luz:
La frecuencia de un rayo de luz no cambia al pasar deun material a otro
• En el vacío:
ν =c
λ0, c = νλ0
• En un material:
ν =v
λ, v = νλ
Por lo tanto:
n =c
v=
νλ0
νλ; n =
λ0
λ
Substancias reales/J. Hdez. T– p. 16/17
Es decir:
El índice de refracción depende de λ
(dispersión)
A menor λ mayor n
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