ÓPTICA GEOMÉTRICA Conceptos fundamentales. Reflexión y refracción.
Refracción y reflexión de la luz
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REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN DE LA LUZ Universidad Nacional de Colombia Maestría en la Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
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REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN DE LA LUZ
Universidad Nacional de ColombiaMaestría en la Enseñanza de las
Ciencias Exactas y Naturales
¿Qué es la luz?
-Newton: Es un haz de partículas, su modelo de partículas se acepta hasta el siglo XVIII.
-Huygens: Es una onda.
-No se podía aceptar que una onda viajase en le vacío.
-S. XIX: se acepta el modelo ondulatorio.
-S. XX: La luz tiene propiedades de onda y partícula.
Dualidad Onda-Partícula
Ondas Partículas
• Continuo, no local• Longitud de onda• Frecuencia• Difracción interferencia• Ecuaciones de• Maxwell
• Discreto, localizado• Energía• Momento• Efecto Compton• Contador (geiger)• Mecánica de Newton
Refracción
Es un fenómeno relacionado con la transmisión de las ondas, incluyendo la luz. Los rayos luminosos siguen una trayectoria rectilínea, pero cuando pasan de un medio de transporte a otro, se refracta (se “quiebran”), debido a que la luz tiene distancia velocidad según la densidad del material que atraviesa. Por ejemplo, cuando la luz pasa del aire al agua su velocidad se reduce. Esto hace que la luz se refracte, excepto cuando incide en perpendicular a la superficie.
ÍNDICE DE REFRACCIÓNEl índice de refracción (n) relaciona la velocidad (v) de la luz en un medio con la velocidad de la luz en el vacío (c): n = c/v.El índice de refracción, n, es siempre mayor que 1. Si conocemos n para una sustancia, podemos determinar la velocidad de la luz en su medio:v = c n
c: la velocidad de la luz en el vacío v: velocidad de la luz en el medio cuyo
índice se calcula. La letra "n" representa el índice de
refracción del medio.
MATERIAL ÍNDICE DE
REFRACCIÓN
Vacío 1,00000
Aire (*) 1,00029
Agua (a 20ºC) 1,333
Hielo 1,31
Diamante 2,417
Acetona 1,36
Alcohol etílico 1,36
Solución de azúcar (30%) 1,38
Glicerina 1,473
Solución de azúcar (80%) 1,52
Leyes de la refracción
1.a ley: el rayo incidente, la normal y el rayo refractado están en el mismo plano. 2.a ley (ley de Snell): la relación entre el valor del ángulo incidente y el ángulo de refracción depende de los índices de refracción de los dos medios.
REFLEXIÓN
Se trata de un fenómeno característico de la propagación por ondas, que se produce cuando un rayo choca contra una superficie formando un ángulo con la normal, llamado ángulo de incidencia, y es rechazado en una dirección dada por el ángulo de reflexión.
El fenómeno de la reflexión ocurre con la luz visible, con las ondas sonoras, con las microondas, con los rayos X, etc., pero las modalidades con las que se manifiestan son diferentes al variar la longitud de onda de la radiación incidente.
Aunque los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, si la superficie es cóncava los distintos rayos tenderán a juntarse mientras que, si es convexa, a separarse.
Mediante este principio se construyen los telescopios de reflexión.
Leyes de la reflexión
1.a ley: el rayo incidente, el reflejado y la normal están en el mismo plano.
2.a ley: el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.
Ejemplos reflexión y refracción de la luz
