Diferencia entre revisiones de «3. Leyes de la reflexión y refracción de ondas. Conceptos de angulo limite y reflexión total.»

Cuando hablamos de reflexion y refraccion de las ondas electromagneticas, principalmente la luz, hemos de considerar dicha emision de ondas como un rayo, debido a la dualidad onda-particula de la luz. De este modo, consideramos que el rayo incide en la superficie de separacion de dos medios con un amgulo que difiere de la perpendicular o normal, y estudiaremos su comportamiento.

Cuando una onda incide sobre la superficie de separacion de dos medios transparentes distintos, una parte se prefleja, vuelve al mismo medio en el que se propagaba, y otra parte pasa al segundo medio, donde se transmite y se absorbe aprcialmente.

Reflexion de la luz

Para estudiar la reflexion, consideraremos que el medio en que rebota el rayo es la superficie de un espejo. El angulo que forma el rayo incidente con la normal a la superficie de incidencia se denomina angulo de incidencia. Por contra, el angulo que forma el rayo reflejado con dicha normal se denomina angulo de reflexion.

La reflexion se rige por las Leyes de Snell, demostradas experimentalmente:

• El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano.
• El angulo de incidencia y el angulo de reflexion son iguales.

Hay que considerar, asimismo, que la reflexion puede ser regular o irregular:

• La relexion de la luz sobre una superficie pulida, como en el ejemplo, se denomina reflexion reflexion regular o especular
• La reflexion de la luz sobre una superficie pulida se denomina reflexion difusa o irregular. Dicha reflexion se da en superficies como el mar, que hacen que los rayos se reflejen en todas dicercciones. Estas superficies difunden la luz incidente, lo que hace que la superficie se vea.

Refraccion de la luz

La luz, cuando se propaga de un medio a otro, produce dos fenomenos, la reflexion y la refraccion. Este ultimo se da cuando la luz pasa de un medio a otro, variando su velocidad y direccion de propagacion. Se da cuando dicho rayo luminoso pasa oblicuamente a la superficie del medio.

Suponemos que el rayo entra con una velocidad y un angulo respecto a la normal, partiendo de un medio con un indice de refraccion concreto, y que atraviesa la superficie para seguir su recorrido con otro angulo y otra velocidad, en un medio con otro indice de refraccion.

Snell tambien enunció sus leyes para la refraccion:

• El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.
• La relacion entre el seno del angulo de incidencia y el seno del angulo de refraccion es una constante caracteristica de los medios. Las velocidades y los indices de refraccion tambien son constantes, y se resumen en la segunda ley de Snell: [math]\displaystyle{ \frac{sin \hat i}{sin \hat r}=\frac{n_1}{n_2}=\frac{v_1}{v_2} }[/math]

Si la luz de un medio menos refringente a uno mas refringente, el rayo disminuye su velocidad y se acerca a la normal. Por contra, si el rayo pasa de un medio mas refringente a otro menos refringente, se despegará de la normal y su velocidad aumentará.

La segunda ley de Snell tambien puede escribirse asi: [math]\displaystyle{ n_1 sin \hat i = n_2 sin \hat r }[/math]