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Refraccion de la Luz

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by

Miguel Angel

on 22 August 2012

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Transcript of Refraccion de la Luz

REFRACCIÓN DE LA LUZ Rapidez de la luz Indice de refracción Ley de Snell Refraccion interna total Prismas Fenomenos relacionados RAPIDEZ DE LA LUZ Este esta originado por la distinta
velocidad en cada medio y por el
ángulo con el que íncide. Cambio de dirección (desviación)
de los rayoz luminosos cuando pasan
de un medio a otro de distinta
densidad óptica(indice de refracción) Un poco de historia: Al comienzo del siglo XVII muchos científicos creían que no había tal cosa como la velocidad de la luz, pensaban que la luz podía viajar cualquier distancia en forma instantánea. SIGLO XVII la velocidad no viaja a una velocidad infinita pero si imposible de medir. 1676 Galileo no estaba de acuerdo
y diseñó un experimento: Ole Roemer, el primero
en medir aproximadamente la
velocidad de la luz El experimento estaba incompleto, sin embargo llego a medir la velocidad como 214mil km/s. Aceptable para ser la 1er medida. Christian Huygens completo
los cálculos de Roemer Tomando encuenta todas las variables, Huygens encontró que la velocidad era 220mil km/s. A través del tiempo A lo largo de la historia se ha medido su valor mediante diversos métodos. En la actualidad, la velocidad de la luz en el vacío se toma como 299,792,458 m/s (300mil km/s para los problemas de poncho =) ). Roemer fue el encargado de medir el período de uno de los satélites(Io), utilizando el intervalo de tiempo transcurrido entre dos eclipses consecutivos (unas 42 h) . Cuando la tierra se ubicaba en A,
los periodos que tardaba Io en
eclipsar era 42 horas. Cuando se ubicaba en B, eclipsaba cada 42 horas + 1320 seg.
Roemmer concluyo que era
la nueva distancia que habia lo que generaba el "retraso", osea que la velocidad tarda 1320 seg en llegar a la tierra desde jupiter. Experimento de Roemer ÍNDICE DE REFRACCIÓN Cuando un haz de luz que se propaga por un medio e ingresa a otro distinto, una parte del haz se refleja mientras que la otra sufre una refracción, que consiste en el cambio de dirección del haz. Siempre que hay refracción, existe reflexión.
No siempre que hay reflexión hay refracción. El efecto de la refracción se puede observar fácilmente introduciendo una varilla en agua. Se puede ver que parece quebrarse bajo la superficie. En realidad lo que sucede es que la luz reflejada por la varilla (su imagen) cambia de dirección al salir del agua, debido a la diferencia de índices de refracción entre el agua y el aire. Se utiliza la letra "n" para representar el índice de refracción del material, y se calcula por la siguiente fórmula: c= velocidad de la luz en el vacio
v= velocidad de la luz en el medio como no hay velocidad mas grande que el de la luz en el vacio:

n = 1 en el vacio
n > 1 en cualquier otro medio en algunos casos como veremos mas adelante, debido a la reflexion total interna, la luz no se refractara ya que no pasara del medio La luz experimentara refracción dependiendo de su longitud de onda (COLOR), por lo cual un medio tendrá diferentes índices de refracción para las diferentes longitudes de onda (colores) de la luz que lo atraviesa. Este fenómeno se conoce como dispersión de los índices de refracción. Disperción de los índices de refracción Ley de Snell La ley de Snell es una de las fórmulas fundamentales de la óptica geométrica y fue deducida en el siglo XVIII por Willebrod Snell (1580-1626). n1 *sen 1 = n2 *sen 2 donde 2 es el ángulo con que se refractara y 1 es el de incidencia Su deducción puede hacerse de varios puntos de vista: para un ángulo de incidencia igual a la normal no habra refracción 1) Estrictamente geométrico, por el principio de Fermat Calculamos el tiempo que tarda un rayo de luz en ir de la fuente S hasta llegar al observador P. El primer tramo SO lo recorre en el primer medio con velocidad v1, y el segundo tramo OP lo recorre en el segundo medio con una velocidad v2. WTF!? El tiempo t es una función de la posición x de O. La función t(x) (DERIBADA)tendrá un mínimo en la posición x en la que se cumple que la derivada primera de t respecto de x a cero, entonces derivando la fórmula de arriba cuando x tiende a 0, ya que sería la trayectoria en la que el haz emplea un mínimo tiempo en recorrerla, quedaría: CUANDO X TIENDE A CERO y tras un monton de conjunciones mátematicas,
y despues del big bang... tenemos: Y tras relacionar las velocidades con los indices de refracción, tenemos: n1 *sen 1 = n2 *sen 2 FÁCIL? Existen varias formas de deducir esta fórmula, como utilizando el carácter ondulatorio de la luz, a partir del principio de Huygens, pero su dificultad lo hace inapropiado para bachillerato. REFLEXIÓN INTERNA TOTAL no hay refracción!
whoala Se llama reflexión interna total al fenómeno que se produce cuando un rayo de luz atravesando un medio de índice de refracción "n" más grande que el índice de refracción al que éste va a pasar, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente. Angulo critico es como si la luz se topara con una pared Este fenómeno sólo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor crítico, θc. Para ángulos mayores al ángulo crítico la luz deja de atravesar la superficie y es reflejada internamente de manera total. Es el ángulo mínimo de incidencia en el cual se produce la reflexión interna total. El ángulo de incidencia se mide respecto a la normal de la separación de los medios. El ángulo crítico viene dado por: Esta ecuación es una simple aplicación de la ley de Snell donde el ángulo de refracción es 90°(sen90=1). PRISMAS De acuerdo con la ley de Snell, cuando la luz pasa del aire al vidrio del prisma disminuye su velocidad, logrando que se releje y/o que se refracte. Descomposición de la luz Para cada color existe un angulo diferente de refracción Esta ley permite cuantificar el cambio de dirección de propagación de la luz al pasar de un medio a otro. Un prisma es: Objeto transparente con superficies planas y pulidas no paralelas siempre que hay refraccion,
hay reflexion
no siempre que hay reflexion,
hay refraccion. Tipos de prismas 1) Reflectivos solo reflejan la luz 2) Dispersivos son usados para descomponer la luz en el espectro del arcoiris, porque el índice de refracción depende de la frecuencia (dispersión); El arco iris. Éste se forma cuando la luz
del sol incide en gotitas de agua
que se encuentran suspendidas en la
atmósfera, durante la lluvia o despues
de llover. ¿por que se descompone? La velocidad de la onda depende de su frecuencia, por tanto un movimiento ondulatorio como la luz blanca, compuesto de otros (cada uno con su frecuencia característica), ha de sufrir algunos cambios cuando atraviesa el prisma, refractándose cada color en un ángulo diferente, generando así el arcoíris. FENOMENOS RELACIONADOS
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