La app de estudio todo en uno
4.8 • +11 mil reviews
Más de 3 millones de descargas
Free
La reflexión y la refracción son propiedades de la luz. Las ondas electromagnéticas que componen la luz se refractan cuando pasan de un medio a otro, debido a su cambio de velocidad. Podemos observar la refracción cuando, por ejemplo, ponemos una pajita o popote en un vaso con agua y vemos que parece que se partiera por la mitad. Este efecto…
Explore our app and discover over 50 million learning materials for free.
Guarda la explicación ya y léela cuando tengas tiempo.
GuardarLerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken
Jetzt kostenlos anmeldenLa reflexión y la refracción son propiedades de la luz. Las ondas electromagnéticas que componen la luz se refractan cuando pasan de un medio a otro, debido a su cambio de velocidad.
Podemos observar la refracción cuando, por ejemplo, ponemos una pajita o popote en un vaso con agua y vemos que parece que se partiera por la mitad. Este efecto se debe a la refracción.
La luz también puede reflejarse o dispersarse en una dirección diferente cuando interactúa con una superficie.
El ejemplo más común de esto son los espejos donde nos miramos cada día.
Pero, ¿qué significan, realmente, la refracción y la reflexión de la luz? ¡Veámoslo!
La refracción es el cambio de dirección de una onda electromagnética cuando pasa de un medio a otro.
En la frontera entre dos medios, los rayos de luz cambian de dirección en un ángulo respecto a la normal (que es la dirección normal perpendicular a la superficie). Este ángulo de difracción depende de las densidades de los dos medios por los que pasan los rayos de luz:
En la Figura 1 se ilustran las situaciones anteriores:
Fig. 1: La curvatura de la luz depende del ángulo por el que pasa a través de la superficie plana.
La velocidad de la luz depende del medio que atraviesa la luz. Cuando la luz pasa de un medio de baja densidad a un medio de alta densidad, los rayos serán más lentos. Esto se debe a que habrá más moléculas en un medio de alta densidad y, por tanto, más obstáculos que ralentizan la luz. Como resultado, la luz se curvará hacia la normal y se alejará del límite.
La velocidad y la longitud de onda cambian durante la refracción, pero la frecuencia de la onda permanece constante.
La reflexión de la luz es el cambio de dirección de la luz cuando la onda luminosa entra en contacto con una superficie que no absorbe totalmente la energía de la onda. Esto da lugar a la reflexión de la luz, como se puede ver en la Figura 2.
Fig. 2: La desviación de la luz al entrar en contacto con una superficie se conoce como reflexión.
El índice de refracción, denotado por \(n\), es una propiedad de un material que mide la cantidad en la que la luz se ralentiza cuando la atraviesa.
Podemos calcular el índice de refracción con la siguiente ecuación:
\[n=\dfrac{c}{v}\]
Aquí, \(c\) es la velocidad de la luz en el vacío, y \(v\) es la velocidad de la luz en un material (ambas se miden en metros por segundo \(\mathrm{m/s}\)).
La luz viaja a través del vacío a una velocidad constante. Sin embargo, se ralentiza cuando atraviesa otras sustancias. Un valor alto del índice de refracción significa que el material es ópticamente denso, por lo que la luz viaja a través de esa sustancia más lentamente.
El índice de refracción debe ser siempre mayor que 1, ya que la velocidad de la luz en cualquier sustancia no puede superar su velocidad en el vacío. Si no se indica, el índice de refracción del aire puede suponerse que es 1.
Las leyes de la refracción explican la refracción en una superficie plana. Estas establecen que:
Otra ley importante para describir la refracción de la luz es la Ley de Snell, que describe la relación entre el ángulo de incidencia y el ángulo refractado.
La ley de Snell establece que el ángulo del rayo de luz refractado y el rayo incidente componen la normal a la superficie en el punto de refracción. Como el ángulo de refracción depende del medio por el que pasa la luz, existe una relación entre el ángulo de incidencia, el ángulo de refracción y el índice de refracción.
Esta relación se describe mediante la siguiente escuación (ley de Snell):
\[n_1 \cdot \sin \theta_1=n_2\cdot \sin \theta_2\]
Donde:
Los ángulos de incidencia y refracción se muestran en la gráfica continuación:
Fig. 3: La ley de Snell establece que el ángulo del rayo de luz refractado y el rayo incidente componen la normal a la superfície en el punto de refracción.
Un rayo de luz se dirige con un ángulo de incidencia de \(45^{\circ}\) y atraviesa el vidrio; luego, sale con un ángulo de refracción de \(32^{\circ}\). Encuentra el índice de refracción del vidrio.
Solución:
Supongamos que el índice de refracción del aire es 1. Utilizando la ley de Snell y sustituyendo los valores dados, obtenemos:
\[n_1 \cdot \sin \theta_1 = n_2 \cdot \sin \theta_2\]
\[n_2=n_1\cdot \dfrac{\sin \theta _1}{\sin \theta_2}=1 \cdot \dfrac{\sin 45^{\circ}}{\sin 32^{\circ}}=1,334\]
Cuando el ángulo de incidencia aumenta, el ángulo de refracción aumenta. Cuando el ángulo de refracción alcanza los \(90^{\circ}\), la luz se refleja a lo largo del límite.
Este ángulo de incidencia que provoca la reflexión total interna se conoce como ángulo crítico \(\theta_c\).
\[\sin \theta_c = \dfrac{n_2}{n_1}\]
Para que se produzca la reflexión interna total, deben cumplirse dos condiciones:
Fig. 4: Cuando el ángulo de incidencia aumenta, el ángulo de refracción también aumenta.
Veamos un ejemplo resuelto:
Un haz de luz pasa del agua al aire, ¿cuál es el ángulo crítico entre el aire y el agua, si sus índices de refracción son\( 1,55\) y \(1\), respectivamente?
Solución:
Sabemos que el ángulo de refracción debe ser de 90 grados, para tener una reflexión interna total. Utilizando la ley de Snell, obtenemos:
\[\begin{aligned} n_1 \cdot \sin \theta_1 &= n_2 \cdot \sin \theta_2 \\ 1,55 \cdot \sin \theta_c &= 1 \cdot \sin 90^{\circ} \\ \sin \theta_c &=\dfrac{1}{1,55}=0,65 \\ \theta &= 40,2^{\circ}\end{aligned}\]
¡Existen muchos ejemplos de la refracción de la luz en nuestra vida cotidiana, veamos algunos de ellos!
Es el ángulo de incidencia que provoca la reflexión interna total.
La reflexión de la luz es el cambio de dirección de la luz cuando la onda luminosa entra en contacto con una superficie que no absorbe totalmente la energía de la onda.
La refracción es el cambio de dirección de una onda electromagnética cuando pasa de un medio a otro.
El índice de refracción es la propiedad de un material que mide la cantidad en la que la luz se ralentiza cuando lo atraviesa.
La ley de Snell establece que el ángulo del rayo de luz refractado y el rayo incidente componen la normal a la superficie en el punto de refracción.
de los usuarios no aprueban el cuestionario de Refracción... ¿Lo conseguirás tú?
Empezar cuestionarioHow would you like to learn this content?
How would you like to learn this content?
Free fisica cheat sheet!
Everything you need to know on . A perfect summary so you can easily remember everything.
Siempre preparado y a tiempo con planes de estudio individualizados.
Pon a prueba tus conocimientos con cuestionarios entretenidos.
Crea y encuentra fichas de repaso en tiempo récord.
Crea apuntes organizados más rápido que nunca.
Todos tus materiales de estudio en un solo lugar.
Sube todos los documentos que quieras y guárdalos online.
Identifica cuáles son tus puntos fuertes y débiles a la hora de estudiar.
Fíjate objetivos de estudio y gana puntos al alcanzarlos.
Deja de procrastinar con nuestros recordatorios de estudio.
Gana puntos, desbloquea insignias y sube de nivel mientras estudias.
Cree tarjetas didácticas o flashcards de forma automática.
Crea apuntes y resúmenes organizados con nuestras plantillas.
Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.
Guarda las explicaciones en tu espacio personalizado y accede a ellas en cualquier momento y lugar.
Regístrate con email Regístrate con AppleAl registrarte aceptas los Términos y condiciones y la Política de privacidad de StudySmarter.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión