A partir del principio del tiempo mínimo de Fermat, se puede obtener las leyes de la reflexión y de la refracción de un modo muy sencillo.

Este principio afirma, que la trayectoria real que sigue un rayo de luz entre dos puntos es aquella en la que emplea un tiempo mínimo en recorrerla.

Toda onda se refracta cuando en su propagación cambia de medio.

Cuando la luz se refracta, modifica su rapidez, y generalmente su dirección.

En este fenómeno la frecuencia no se ve alterada pero si la longitud de onda.

La refracción de la luz cumple con la llamada Ley de Snell.

De acuerdo con la ley de Willebord Snell (1591-1626) , la rapidez de la luz depende del medio por el cual se propaga.

La ley de Snell de la refracción se expresa en términos del índice de refracción

El índice de refracción nos da cuenta del valor de la rapidez de la luz en cualquier medio en que ella pueda propagarse.

La luz alcanza su máxima rapidez en el vacío ( C ).

Cuando pasa a otro medio se refracta y modifica su rapidez a otro valor “v”.

Se puede establecer una comparación de la rapidez de la luz entre esos medios, a través de un cociente denominado índice de refracción absoluto. ( )

Es la comparación de la rapidez de la luz entre dos medios distintos del vacío.

Si 1= c/v1 es el índice absoluto del medio 1

Y 2 = c/v2 del otro medio.

Obtenemos que:

Se puede demostrar geométricamente que el ángulo de incidencia y el de refracción están relacionados a través de los valores de los índices de refracción absolutos de los mismos.

También suele escribirse en función da las rapideces que lleva la luz en los medios en cuestión.

A partir de la ley de Snell se puede predecir la forma en que debe refractarse la luz.

Esto dependerá de los valores de los índices de refracción absolutos de los medios y del ángulo de incidencia.

En general, sino incide perpendicularmente se tiene dos posibilidades:

Un caso especial es cuando el ángulo de incidencia es 90°. En tal caso el rayo transmitido no sufre desviación, pero si modifica su rapidez y longitud de onda.

De la definición de índice de refracción relativo podemosdeterminar una relación matemática entre la longitud deonda y los respectivos índices de refracción de los medios.Como 1/ 2 = v2 / v1 se cumple que:

Cuando un haz luminoso incide de un medio de índice 1 a otro con índice 2 tal que 1> 2 el rayo refractado se aleja de la normal. Si el ángulo de incidencia aumenta, también lo hace el de refracción, de modo tal que se cumpla la ley de Snell ( 1sen 1= 2 sen 2)

1

2

El fenómeno de la refracción generalmente está acompañado de otros fenómenos observables.

Uno de ellos se refiere a que parte de la luz incidente es reflejada por el medio respectivo.

Así, del 100% de la energía que incide parte es devuelta al medio de procedencia.

La porción reflejada dependerá de las características del medio transparente.

Cuando la luz incide sobre un cuerpo, éste la devuelve al medio en mayor o menor proporción según sus propias características.

Este fenómeno se llama reflexión y gracias a él podemos ver las cosas.

Ocurre en superficie pulimentada, y se cumple que ángulo incidencia es igual al ángulo reflexión.

Ambos rayos, la normal y la superficie están en mismo plano.

Como consecuencia directa de este fenómeno es la imagen en los espejos planos y curvos (cóncavo y convexo)

Cuando un haz de luz incide sobre la superficie que separa dos medios, en los cuales la velocidad de la luz es diferente, parte de la misma se transmite y parte se refleja.

Ley de la reflexión

Sea una fuente S que emite rayos que se reflejan en una superficie horizontal reflectante y llegan al observador situado en el punto P.

Como la luz se propaga en el mismo medio homogéneo, para encontrar la trayectoria que sigue un rayo de luz tal que emplee un tiempo mínimo en recorrerla, equivale encontrar la trayectoria cuya longitud es mínima.

No todos los cuerpos se comportan de la misma manera frente a la luz que les llega.

Por ejemplo, en algunos cuerpos como los espejos o los metales pulidos podemos ver nuestra imagen pero no podemos "mirarnos" en una hoja de papel.

Esto se debe a que existen distintos tipos de reflexión:

Cuando la luz obedece a la ley de la reflexión, se conoce como reflexión especular.

Este es el caso de los espejos y de la mayoría de las superficies duras y pulidas.

Al tratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.

La reflexión difusa es típica de sustancias granulosas como polvos.

En el caso de la reflexión difusa los rayos son reflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie.

Muchas reflexiones son una combinación de los dos tipos anteriores.

Una manifestación de esto es una reflexión extendida que tiene un componente direccional dominante que es difundido parcialmente por irregularidades de la superficie.

La reflexión mixta es una combinación de reflexión especular, extienda y difusa.

Este tipo de reflexión mixta es que se da en la mayoría de los materiales reales.

¿Qué afirma el principio de Fermat?

Que la trayectoria real que sigue un rayo de

luz entre dos puntos es aquella en la que

emplea un tiempo mínimo en recorrerla.

¿Qué le sucede a la luz cuando se refracta?

modifica su rapidez, y generalmente su dirección.

¿Qué dice la ley de Snell?

la rapidez de la luz depende del medio por el cual se propaga.

¿Qué es el índice de refracción?

Nos indica el valor de la rapidez de la luz en cualquier medio en que ella pueda propagarse.

¿Qué se puede predecir con la ley de Snell?se puede predecir la forma en que debe refractarse la luz.

¿Qué sucede cuando el ángulo de incidencia es de 90°?El rayo transmitido no sufre desviación, pero si modifica su rapidez y longitud de onda.¿Qué nombre recibe el fenómeno por el cual , cuando

la luz incide sobre una superficie, rebota, cambiando de dirección pero conservando su velocidad? Reflexión

Se conoce como reflexión especular.:

Cuando la luz obedece a la ley de la reflexión.

La reflexión mixta es una:

combinación de reflexión especular, extienda y difusa.