Óptica II Parte.

Una reflexion…

Para seguir siendo mejores.mpg

Aprendizaje esperadoAl termino de la clase, usted será capaz

de comprender el fenómeno de refracción de la luz.

Toda onda se refracta cuando en su propagación cambia de medio. Cuando la luz se refracta, modifica su rapidez, y generalmente la dirección. En este fenómeno la frecuencia no se ve alterada pero si la longitud de onda. La refracción de la luz cumple con la llamada ley de Snell. FISICA Refraccion de la luz.mpg

1

2

REFRACCIÓN DE LA LUZ

ÍNDICE DE REFRACCIÓN

De acuerdo con la ley de Willebord Snell ( 1591-1626) , la rapidez de la luz depende del medio por el cual se propaga. Sabemos que la rapidez máxima de la luz es en el vacío de valor aproximado 300.000 Km/s.

El índice de refracción nos da cuenta del valor de la rapidez de la luz en cualquier medio en que ella pueda propagarse.

ÍNDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO

La luz alcanza su máxima rapidez en el vacío ( C ). Cuando pasa a otro medio se refracta y modifica su rapidez a otro valor “v” . Se puede establecer una comparación de la rapidez de la luz entre esos medios, a través de un cuociente denominado índice de refracción absoluto. Si denominamos como “” a ese índice se obtiene:

v

C Es magnitud adimensional

Ejercicios

4. El índice de refracción de un medio:

a) Es directamente proporcional a la velocidad de la luz en dicho medio

b) Es inversamente proporcional a la velocidad de la luz en dicho medio

c) Es menor que el índice de refracción del vacíod) Es igual que el índice de refracción del vacíoe) Ninguna de las anteriores

5. Si la velocidad de la luz en el aceite es de 280000 km/s , entonces el índice de refracción de este medio es :

a) 1,07b) 1,21c) 1,03d) 1,41e) Otro valor

6. Si el índice de refracción del agua es de 1.33, entonces quiere decir que la velocidad de la luz en este medio es aproximadamente:

a) 300.000 km/sb) 150.000 km/sc) 119.700 km/sd) 225.000 km/se) Otro valor.

ÍNDICE DE REFACCIÓN RELATIVO

Es la comparación de la rapidez de la luz entre dos medios distintos del vacío. Si 1= c/v1 es el índice absoluto del medio 1 y 2 = c/v2 del otro medio se obtiene que:

1

2

2

112 v

v

vcvc

1

2

ALGUNOS ÍNDICES ABSOLUTOS DE REFRACCIÓN …

SUSTANCIA AireAguaAlcohol EtílicoHielo

Sal común

DiamanteVidrio crown ligero

Benceno

11.33331,354

1,31

1,5442,4271,515

1,501

POSIBILIDADES DE REFRACCIÓN

A partir de la ley de Snell se puede predecir la forma en que debe refractarse la luz. Esto dependerá de los valores de los índices de refracción absolutos de los medios y del ángulo de incidencia. En general, si no incide perpendicularmente se tiene dos posibilidades:

1

2

1< 2 1> 2

1

2

UN CASO ESPECIAL DE REFRACCIÓN DE LA LUZ

Un caso especial es cuando el ángulo de incidencia es 90°. En tal caso el rayo transmitido no sufre desviación, pero si modifica su rapidez y longitud de onda.

1

2

PERCEPCIÓN DE LAPROFUNDIDAD

Cuando la luz se refracta, puede ocasionar fenómenos que se relación con la posición aparente de las cosas. Un objeto sumergido en el fondo de un estanque, es visto en la posición “P” por un observador “O” ubicado una cierta distancia de él.

REFLEXIÓN TOTAL INTERNA

Cuando un haz luminoso incide de un medio de índice 1 a otro con índice 2 tal que 1> 2 (agua al aire) el rayo refractado se aleja de la normal. Si el ángulo de incidencia aumenta, también lo hace el de refracción, de modo tal que se cumpla la ley de Snell ( 1sen1= 2 sen 2)

3

4

1

2

REFLEXIÓN TOTAL INTERNA

La situación se hace crítica cuando el ángulo de incidencia es tal que el ángulo de refracción es 90º. En la figura representa el ángulo crítico para dos medios cualesquiera. Aplicando la ley de Snell es fácil demostrar que el ángulo crítico para un par de medio es:

2

1

REFLEXIÓN TOTAL INTERNA

Si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo crítico entonces el haz, en vez de refractarse, se refleja sobre su misma superficie. Este fenómeno se conoce como reflexión total interna.

REFLEXION Y REFRACCION

2

1

2 > 1

Fenómenos producidos por la refracción de la luz.

Cuando viajamos por la carretera en un día caluroso y despejado es común ver agua a lo lejos sobre el camino, esto ocurre porque el aire al estar en contacto con el pavimento caliente tiene un índice de refracción menor que el aire que esta arriba.

Prisma

Prisma (óptica) - Wikipedia, la enciclopedia libre

El arco iris

¿Como se forman los Arcoiris? (Rainbows) (Spanish) - Kid Explorers

REFLEXIÓN, REFRACCIÓN y TRANSMISIÓN: fenómenos muy

comunesEl fenómeno de la refracción generalmente está acompañado de otros fenómenos observables. Uno de ellos se refiere a que parte de la luz incidente es reflejada por el medio respectivo. Así, del 100% de la energía que incide parte es devuelta al medio de procedencia. La porción reflejada dependerá de las características del medio transparente.

Onda incidenteOnda reflejada

Onda refractada

LENTES: Instrumentos de grandes usos tecnológicos

Son cuerpos que permiten el paso de la luz y que producto de la refracción de ella, permiten obtener imágenes con ciertas características dependiendo del tipo de lente que se use. Así, las lentes pueden clasificarse en: convergentes y divergentes.

Lente divergente Lente convergente

Los rayos refractados se separan Los rayos refractados se reúnen

ELEMENTOS PRINCIPALES , de las lentes

En toda lente podemos distinguir los siguientes elementos principales: Dos centros de curvatura ( C ), dos radios de curvatura ( r) , un eje principal, dos focos ( F ), y un centro óptico ( O ).

C Cr rOEje principal

OC Cr rEjeprincipal

F F

F F

TIPOS DE LENTES, de acuerdo a su convergencia o

divergencia

Lentes y objetivos en microscopía.mpg

TIPOS DE LENTES, de acuerdo a su convergencia o

divergencia

CONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES, en lentes convergente y

divergenteAquí se distinguen los siguientes: Aquel que viaja paralelo al eje y se refracta pasando por el foco, el incide sobre el centro sin sufrir desviación, el que pasa por el foco y se refracta paralelo al eje. Con dos de ellos es suficiente para construir la imagen

CONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES, en lentes convergente

• Objeto entre el infinito y dos veces la distancia focal

Imagen real-invertida-igual tamaño

• Objeto entre dos veces la distancia focal y la distancia focal

Imagen real-invertida-mayor tamaño

CONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES, en lentes convergente

Objeto está sobre el foco:

No se obtiene imagen.

• Objeto entre el foco y el lente:

Imagen virtual- derecha- mayor.

CONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES, en lentes divergentes

Objeto entre infinito y centro

Imagen siempre virtual, derecha y menor.

Física 1

Evaluación.

7. Se produce la reflexión total cuando:

a) El ángulo entre la normal y el rayo incidente es 0°b) El ángulo entre la normal y el rayo incidente es 45°c) El ángulo entre la normal y el rayo incidente es 90°d) El rayo incide perpendicularmente a I medio refringentee) El rayo incide se refleja completamente en el limite de

separación de dos medios

8. La imagen que se produce en una lente convergente, cuando el objeto esta dentro de la distancia focal de la lente es:

a) Virtual y pequeñab) Real y pequeñac) Virtual y aumentadad) Real y aumentadae) Real y del mismo tamaño

9. Un rayo de luz pasa sucesivamente por tres medios transparentes de diferentes índices de refracción, tal como se muestra en la figura. Basándose solo en la información que entrega el dibujo, ¿Cuál de los medios tiene el menor índice de refracción?

a) n1 b) n2 c) n3d) n1 y n3 por iguale) n1 y n2 por igual

10. Se tienen dos lentes convergentes como se ilustra en la figura, ¿Cuál de ellas tiene una distancia focal mayor?

1 2

I. Ambas tienen la misma distancia focal.II. La lente 1III. La lente 2

a) Ib) IIc) IIId) I y IIe) Todas.

11. La luz blanca se descompone al pasar por un prisma debido a:

a) La reflexión total del rayo luminosob) La refracción del rayo luminosoc) La reflexión especular en el interior del prismad) La reflexión difusa en el interior del prismae) La refracción total en la superficie del prisma