CLASE FS104 CAP 15 3 REFRACCION Por Nubia
CLASE FS-104 CAP. 15. 3 REFRACCION Por: Nubia Maradiaga
Objetivo: • Explicar la refracción en términos de la Ley de Snell y del índice de refracción • Presentar ejemplos de los fenómenos de refracción
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda, cuando pasa de un medio a otro.
Como se ha dicho la rapidez de propagación de la luz cambia según el medio por el que viaja. El índice de refracción relaciona la velocidad de la luz en el vacío con la velocidad de la luz en el medio. • En la ecuación • c= es la velocidad de la luz en el vacío • v= velocidad de la luz en el medio • n= Índice de refracción • El valor del índice de refracción permite diferenciar medios más o menos refringentes. Así un medio con un valor pequeño de n es menos refringente, mientras mayor es
Los sucesivos frentes de onda están separados una longitud de onda, como la frecuencia de la luz no cambia al pasar de un medio a otro, la longitud de onda cambia, y se hace más pequeña cuando el medio tiene menor velocidad de propagación, o mayor índice de refracción. Si n>1 entonces, λ 0> λ, la longitud de onda de la luz λ 0 de una determinada frecuencia f, que se propaga en el vacío (o en el aire) es mayor que la longitud de onda λ de la misma radiación que se propaga en un medio de índice de refracción n.
Material Vacío Aire (*) Agua Acetaldehído Solución de azúcar (30%) 1 -butanol (a 20 °C) Glicerina Heptanol (a 25 °C) Solución de azúcar (80%) Benceno (a 20 °C) Metanol (a 20 °C) Cuarzo Vidrio (corriente) Disulfuro de carbono Cloruro de sodio Diamante Índice de refracción 1 1, 0002926 1, 3330 1, 35 1, 38 1, 399 1, 473 1, 423 1, 52 1, 501 1, 329 1, 544 1, 52 1, 6295 1, 544 2, 42 (*) en condiciones normales de presión y temperatura (1 bar y 0 °C)
LEY DE SNELL • La ley de Snell (también llamada ley de Snell-Descartes) es una fórmula utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz (o cualquier onda electromagnetica) con índice de refracción distinto.
El cambio de la dirección de la propagación de la onda se describe con el Angulo de refracción. En la figura θ 1 es el ángulo de incidencia, y θ 2 ángulo 2 es el ángulo de refracción. Utilizamos las notaciones de θ 1 y θ 2 para los ángulos de incidencia y refracción para evitar confusiones con θi y θr que corresponden a los ángulos que corresponden de incidencia y reflexión.
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda, cuando pasa de un medio a otro.
EJERCICIOS RESUELTOS •
Ejercicio 2. - Una radiación de frecuencia f=500, 000 X 10⁹ s-1 (1/s) se propaga en el agua. Calcular la velocidad de propagación y la longitud de onda de dicha radiación. El índice de refracción del agua es n=1, 33 con lo que la velocidad de propagación de la luz en el agua es: c= 3 x 10⁸ m/s n=c/v Despejando para la velocidad de propagación (v) V=c/n=(3 x 10⁸ m/s)/(1. 33) V=2. 25563 X 10 ⁸ m/s λ*f= V Si, despejamos para λ, tenemos que λ= V/f =(2. 25563 X 10 ⁸ m/s)/(500, 000 X 10⁹ s-1) λ = 4. 51 x 10 ⁻⁷ m
Ejercicio 3: Una capa de aceite (n=1. 45) flota sobre el agua (n=1. 33). Un rayo de luz penetra dentro del aceite con una ángulo incidente de 40°. Encuéntrese el ángulo que el rayo hace en el agua. Solución : Según la ley de Snell da : n aire sen 40°=n aceite sen x =n agua sen y entonces, n aire sen 40°=n agua sen y= n aire sen 40° / n agua = 1 * 0. 643 /1. 33= 28. 9°
Pueden visitar el siguiente link como apoyo a la teoría • https: //www. youtube. com/watch? v=2 p 0 QDQF 6 ZFY
Bibliografía Utilizada: • Wilson, J. D. (11 de junio de 2014). FISICA para Ciencias de la Salud. Ciudad de México: PEARSON • http: //www. sc. ehu. es/sbweb/fisica/ondas/snell. htm Ley de Snell • • https: //www. fisic. ch/contenidos/optica/refracci%C 3%B 3 n-de-la-luz-y-ley-de-snell/ Refracción y Ley de Snell http: //www. guiasdeapoyo. net/guias/cuart_fis_c/guia%20 ejercicios%20 resueltos%20 Ondas%20 y%20 luz. p df Ejercicios resueltos
- Slides: 14
