Refracción
- 2. Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 3. En resumen: 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com Cuando un haz incide en una superficie pulida como el vidrio, parte de la luz se refleja y parte se refracta. Ángulo de incidencia Ángulo de refracción Rayo Incidente Rayo Refractado Medio 1 Medio 2 i 1 r 2
- 4. Algunos ejemplos de refracción 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 6. INDICE DE REFRACCIÓN(n) 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com Si el índice de refracción del agua es n= 1,33, quiere decir que la luz es 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua. Es evidente que n será mayor o igual que 1. Cada sustancia transparente tiene su propio índice de refracción. Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente obtenemos un valor que llamamos índice de refracción de ese medio. n: índice de refracción c: velocidad de la luz en el vacío v: velocidad de la luz en el medio material
- 7. INDICE DE REFRACCIÓN 14/10/09 Haciendo uso de la calculadora, halla el valor de v de cada sustancia. www.weberciencias.blogspot.com SUSTANCIAS n Aceite 1,51 Agua 1,33 Aire 1,00 Cuarzo 1,54 Diamante 2,42 Glicerina 1,47 Hielo 1,31
- 8. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno: ¿Cuál es la sustancia más densa ? ¿Qué sustancia tiene mayor índice de refracción? ¿Qué sustancia tiene menor índice de refracción? Ordena de menor a mayor densidad las sustancia. ¿Qué significa que el índice de refracción del aire sea igual a 1?
- 9. Leyes de la Refracción 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com 1era Ley : “El rayo incidente, el rayo reflejado y normal trazados en el punto de incidencia están contenidos en un mismo plano” 2da Ley : Entre el ángulo de incidencia y el de refracción, existe la siguiente relación: n 1 ·sen i = n 2 · sen r Averigua los aportes de SNELL, luego escríbelo en tu cuaderno.
- 10. Halla el seno de θ y luego la medida del ángulo: 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com Sen 45° Sen 37° Sen 26° Sen 30° Sen 90° Sen 53° Sen 60° Sen 39° Sen 120° Sen 360° Sen θ = 0,829038 Sen θ = 0,9 027184 Sen θ = 0,7547095 Sen θ = 0,5 Sen θ = 0,7986355 Sen θ = 0,325568 Sen θ = 1 Sen θ = 0,707106 Sen θ = 0,866025 Sen θ = 0,5877852
- 11. Observaciones: Si el ángulo de incidencia es igual a cero i = 0°, entonces el ángulo de refracción r = 0°, es decir no hay desviación para los rayos que inciden perpendicularmente. Cuando un rayo luminoso se desplaza de un medio de menor índice de refracción a otro de mayor índice, el rayo refractado se acerca a la normal (N), y viceversa. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 19. Ángulo límite: 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com A un ángulo de incidencia se le considera ángulo límite cuando le corresponde un ángulo refractado de 90°. Si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo límite no se produce refracción, sino lo que se denomina reflexión total. !Clic en la imagen!
- 20. Determina el ángulo límite: Calcular el ángulo límite para el caso del vidrio, sabiendo que el índice de refracción del aire con respecto al vidrio es 2/3. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 21. Reflexión total 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com www.weberciencias.blogspot.com
- 22. REFLEXIÓN TOTAL La reflexión total es un fenómeno que se aprovecha para la conducción del rayo luminoso en los filamentos de vidrio o de plástico transparente que constituyen la fibra óptica ( el filamento interior o núcleo de la fibra está recubierto por una sustancia de índice de refracción menor que la del revestimiento , lo que hace posible la reflexión total). El rayo de luz, que entra por un extremo sufre la reflexión total en la pared interior del filamento, una y otra vez desde que entra por un extremo hasta que sale por el otro. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 23. Problemas de aplicación El diamante tiene un índice de refracción n=2,5. ¿Cuál es la velocidad de la luz en el diamante? Rpta. 120 000 km/s Un rayo de luz entra al agua como muestra la figura. Calcular el ángulo θ. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 24. 3. Si se considera que la velocidad de la luz en el aire es 300 000 km/s y en el agua 225 000 km/s; calcular el índice de refracción del agua. Rpta. n=1,33 4. Si la velocidad de la luz en cierto medio es 1,5 x 10 10 cm/s, calcular el índice de refracción del medio. Rpta. 2 5. El índice de refracción en el caso de un rayo de luz que pasa del aire a un cristal, es 1,25. Si el rayo de luz pasa del mismo cristal al aire. ¿Cuál es la relación entre los senos del ángulo de incidencia, y el ángulo de refracción? Rpta. 4/5 6. Calcular el ángulo de refracción de un rayo luminoso que está en un ambiente de índice 4 y pasa a una ambiente de índice 3 incidiendo con un ángulo de 37°. a)37° b) 45° c ) 53° d) 60° e) 30° 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 25. 7. Un haz de luz pasa por un medio donde n 1 = 4 a otro cuyo índice es n 2 = 1,4 y la medida del ángulo de incidencia es 20°. Halla la medida del ángulo refractado. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 26. Determina el ángulo límite: Calcula el ángulo límite de un rayo de luz que pasa del vidrio al aire. Si el índice de refracción del vidrio es 1,5. n 1 . Sen i = n 2 . Sen 90° 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 27. Dispersión de la Luz Si se hace incidir un haz de luz blanca sobre una superficie de separación, cada color de la luz se refracta con un ángulo diferente , para formar un efecto de arco iris. Este fenómeno se denomina dispersión de la luz. Clic en la imagen!!! 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 28. Observaciones: La luz roja tiene la longitud de onda más larga (menor frecuencia). La luz violeta tiene la longitud de onda más corta (mayor frecuencia), y contiene el doble de energía que los rayos de la luz roja. La luz de mayor frecuencia se propaga con más lentitud que la de menor frecuencia. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 29. PROFUNDIDAD APARENTE h = altura aparente H = altura verdadera 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com h H objeto imagen n ojo n objeto
- 30. Problema de aplicación: Una moneda se encuentra en el fondo de una piscina de 3m de profundidad. Halla la profundidad aparente donde se divisa la moneda. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 31. Una lente es toda sustancia transparente limitada por dos superficies de las cuales por lo menos una de ellas debe ser esférica. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com Clic en la imagen!!!
- 32. CLASES DE LENTES CONVERGENTES: Cuando la parte central es más ancha que los bordes. DIVERGENTES: Cuando los bordes son más anchos que la parte central. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 34. Señalamos los elementos: 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com C 2 C 1 C o Eje Principal
- 35. Elementos de una lente Centro óptico (C o ) : Es el centro geométrico de la lente. Centros de Curvatura ( C1 , C2 ) : Son los centros de las esferas que originan la lente. Radios de curvatura (R1 , R2 ) : Son los rayos de las esferas que originan la lente. Eje principal : Es la recta que pasa por los centros de curvatura y el centro óptico. Foco (F) : Es aquel punto ubicado en el eje principal en el que concurren los rayos incidentes paralelos al eje principal. Toda lente tiene dos focos. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 36. Foco objeto (F o ) : Es el foco ubicado en el espacio que contiene al objeto. Foco Imagen (F i ) : Es el foco ubicado en el espacio que no contiene al objeto. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 37. Formación de Imágenes 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com Clic en la imagen!!!
- 38. El ojo 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com
- 39. 14/10/09 www.weberciencias.blogspot.com http://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_es.html http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/lentes/LentesDelgadas.htm
Notas del editor
- #4: Como muestra la figura, los ángulos i 1 y r 2 no son iguales entre sí y podemos comprobar experimentalmente que si aumenta i 1 , el ángulo r 2 también aumenta. Durante muchos años se intentó descubrir una relación entre estos ángulos. Finalmente, en 1620, el matemático holandés Snell, al analizar un gran número de medidas de ángulos de incidencia y de refracción, concluyó que había una relación constante entre las funciones SENO de estos ángulos.