La refracción de la luz es un fenómeno óptico que consiste
en la desviación que sufre un rayo luminoso al pasar de un medio a otro con
diferente densidad, y tiene como consecuencia un cabio de velocidad, la cual se
recupera al regresar nuevamente al medio original. Por ejemplo, la desviación
que experimenta un rayo de luz al incidir sobre agua: cualquier objeto recto,
como un lápiz o popote dentro del agua, dan la impresión de estar quebrados. Se
debe a que lo que se observa realmente no es la parte sumergida, si no su
imagen virtual situada arriba de la posición real del objeto.
La refracción también se presenta con la luz del Sol al
final del día, que aun cuando este se encuentra ya por debajo de la línea del
horizonte se sigue observando. También debido a la refracción, cuando un rayo de luz blanca
atraviesa un prisma, se genera una desviación y dispersión que la separa en los
colores que la forman.
El fenómeno de refracción se rige por la primera y la
segunda ley de la refracción.
PRIMERA LEY DE LA
La primera ley de la refracción establece que el rayo
incidente, el rayo refractado, así como la normal, se encuentran en un mismo
plano (forman un sistema coplanar).Cuando el ángulo de refracción es menor que
el de incidencia, el rayo refractado se acerca a la normal, debido a que pasa a
un medio de mayor densidad, como sucede cuando el aire incide en vidrio, y se
aleja cuando ocurre lo contrario, esto es, al pasar de un medio de mayor a uno
de menor densidad, como cuando la luz deja el vidrio para entrar en el aire.
SEGUNDA LEY DE LA REFRACCIÓN
La segunda ley de la refracción, conocida como ley de Snell
– Willebrod Snell (1591- 1626), físico, matemático y astrónomo holandés que
hizo estudios sobre la refracción de la luz- establece que para cada par de
sustancias transparentes, la relación entre el seno del ángulo de incidencia y
el angulo de refracción es constante. A este número se le llama índice de
refracción. También definido como la relación entre la velocidad de la luz en
el vacío y la que presenta en un determinado medio, su valor siempre será mayor
a la unidad y es adimensional, es decir, no tiene unidades.
Ir =Velocidad de la luz en el vacío / Velocidad de la
luz en el medio
En general, se considera que la
velocidad de la luz en el vacío es prácticamente igual a la que se presenta en
el aire.
INDICE DE REFRACCION DE SUSTANCIAS
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Sustancia
|
Índice de refracción
|
|
Agua
|
1.33
|
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Vidrio
|
1.5
|
VELOCIDAD DE LA LUZ EN DIVERSOS MEDIOS
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Sustancia
|
Velocidad de la luz (km/ s)
|
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Vacío
|
300 000
|
|
Agua
|
225 000
|
El índice de refracción se utiliza para conocer el grado de
desviación que experimentan los rayos de luz al pasar a través de lentes de
anteojos, binoculares y cámaras que forman la imagen en la posición y el lugar
correctos. Como el índice de refracción es
constante para una sustancia homogénea, constituye una propiedad física
definida con la cual puede detectarse.
Las ecuaciones que permiten su cálculo se presentan en la
tabla:
ECUACION DE INDICE DE REFRACCION
|
I r=
sen θi/ sen θr Ir= v1/ v2
|
||
|
I r
|
Índice
de refracción
|
Adimensional
(sin unidades)
|
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θi
|
Angulo
de incidencia
|
Grados (°)
|
|
θr
|
Angulo
de refracción
|
Grados (°)
|
|
v1
|
Velocidad
del medio 1
|
m/s
|
|
v2
|
Velocidad
del medio 2
|
m/s
|