Práctica.Física y Química. N15. B. Refracción y reflexión total. 2013

Introducción

Vamos a definir la reflexión total y la refracción, y a ver cómo se refleja y cómo se refracta un rayo de luz que se transmite a través de un medio a otro, mas denso o menos (aire a agua, etc). Vamos a comprobar también cómo varían la reflexión y la refracción según el valor del ángulo de incidencia y según los medios materiales en los que se propaga. También vamos a estudiar las dos leyes de la refracción, y para que éstas se confirmen vamos a incluir un vídeo del propio experimento en el que la luz varía de un medio físico a otro, en este caso del aire al agua, que demuestra también la reflexión total.

Concepto de refracción-Definición

La palabra refracción se remonta al latín refractus derivado del verbo refringo, que significa quebrar. En física llamamos refracción al fenómeno que se produce cuando un rayo de luz sufre un desvío cambiando su dirección, al atravesar en forma oblicua dos medios distintos, de diferente densidad y transparentes. La refracción de ondas ocurre al cambiar de medio, también varía la dirección al llegar a una interfase y seguir en el otro medio, pero con distinta velocidad. Las leyes de la refracción son:

1ª- El rayo incidente (aquel que atraviesa de un medio a otro), la normal y el rayo refractado (rayo de luz desviado al ingresar en el nuevo medio) se hallan en el mismo plano.

2ª-Entre el seno del ángulo de incidencia y el de refracción hay una razón constante que es idéntica a la de las velocidades de propagación de la onda en los medios estudiados. Esa razón se denomina índice de refracción del segundo medio con respecto al primero. El índice de refracción del aire se lo considera que es 1, pues en ese medio, la velocidad de la luz es casi la del vacío. Al ingresar el rayo incidente en el nuevo medio, forma con la perpendicular a éste un ángulo denominado ángulo de incidencia, y el ángulo que forma el rayo incidente con el refractado, cuando se desvía, es el ángulo de refracción.

El ejemplo más típico lo tenemos cuando introducimos una varilla en un vaso con agua y la vemos doblada, en la parte que se introduce en el agua. File:Sneel.jpg

Concepto de reflexión total-Definición

En óptica la reflexión interna total es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz atraviesa un medio de índice de refracción n2 menor que el índice de refracción n1 en el que éste se encuentra, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente.

Este fenómeno sólo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor crítico. Para ángulos mayores la luz deja de atravesar la superficie y es reflejada internamente de manera total. La reflexión interna total solamente ocurre en rayos viajando de un medio de alto índice refractivo hacia medios de menor índice de refracción.

La reflexión interna total se utiliza en fibra óptica para conducir la luz a través de la fibra sin pérdidas de energía. En una fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción más grande que el material que lo rodea. El ángulo de la incidencia de la luz es crítico para la base y su revestimiento y se produce una reflexión interna total que preserva la energía transportada por la fibra.