Cuando un rayo incide sobre una superficie pulida y lisa y rebota hacia el mismo medio decimos que se refleja y cumple las llamadas "leyes de la reflexión" :
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1.- El rayo incidente forma con la normal un ángulo de incidencia que es igual al ángulo que forma el rayo reflejado y la normal, que se llmama ángulo reflejado
2.- El rayo incidente, el reflejado y la normal están en el mismo plano. ( Si el rayo incidente se acerca al 2º medio en el plano del papel, el reflejado estrará en ese plano y no se irá ni hacia adelante ni hacia atrás).

La luz se refleja tambien en las superficies que no son lisas pero lo hace originando rayos que no son paralelos entre sí. Cada rayo del haz cumple las leyes de la reflexión, pero las normales no son paralelas entre sí, los rayos reflejados no rebotan paralelos entre sí y la luz sale difusa. Gracias a que la luz que se refleja en nuestra cara es difusa se nos puede ver, si no deslumbraríamos :-).

REFRACCIÓN : LEYES

Se dice que un rayo se refracta (cambia de dirección) cuando pasa de un medio a otro en el que viaja con distinta velocidad. En la refracción se cumplen las siguientes leyes:

1.-El rayo incidente, el refractado y la normal están en el mismo plano.

2.-Se cumple la ley de Snell: sen i / senr=v₁ / v ₂y teniendo en cuenta los índices de refracción n₁ sen i=n₂ sen r.

La luz se refracta porque se propaga con distinta velocidad en el nuevo medio. Como la frecuencia de vibración no varía al pasar de un medio a otro, cambia la longitud de onda de la luz como consecuencia del cambio de velocidad. La onda al refractarse cambia su longitud de onda. e=v·t equivale a l=v·T ; l=v / n

INDICE DE REFRACCIÓN

Se llama índice de refracción absoluto, "n", de un medio transparente al cociente entre la velocidad de la luz en el vacío "c" y la velocidad que tiene la luz en ese medio "v". El valor de "n" es siempre adimensional y mayor que la unidad y es una constante característica de cada medio: n=c/v.

Se pude establecer una relación entre los índices de los dos medios n_{2 y} n₁. En el applet de esta práctica se manejarán estas relaciones.

Para comprobar visualmente el efecto de la refracción y comprender mejor estos conceptos, pulsa en el botón. Encontrarás un applet, donde puedes cambiar los medios en los cuales se mueve el rayo de luz, así como el ángulo de incidencia.

ÁNGULO LÍMITE

Si n₂ es mayor que n₁ ,como en el caso de la luz cuando pasa desde el aire (n ₁ ) al vidrio o al agua ( n₂ ), el rayo refractado se curva y se acerca a la normal tal como indica la figura anterior. En caso contrario, es decir, si el rayo de luz pasara del medio 2 al medio 1, se alejaría de la normal. En este caso, es decir, cuando el rayo de luz pasa de un medio más lento a uno más rápido y se aleje de la normal, puede llegar un momento en que a un determinado ángulo de incidencia le corresponde uno de refracción de 90º y entonces el rayo refractado saldrá "rasante" con la superficie de separación de ambos medios. Este ángulo de incidencia es el llamado ángulo límite o ángulo crítico. Para ángulos de incidencia mayores a él, el ángulo de refracción será mayor de 90º y el rayo no será refractado, puesto que no pasa de un medio a otro, y se produce una reflexión total interna.

SIEMPRE QUE SE PRODUCE REFRACCIÓN SE PRODUCE REFLEXIÓN

Una parte del rayo incidente se refleja y otra se refracta. Cuando un rayo se refleja sin penetrar en el otro medio, parte de él es absorbido por la interacción con los átomos.Siempre que la radiación atraviesa un medio parte de ella es absorbida por el medio (no se transmite toda).

Instrucciones de manejo del applet

.El applet tiene dos zonas (medio 1-superior/ medio-2-inferior). El haz de luz representado por un rayo y su frente desciende del medio 1 al medio 2. Con el botón izquierdo del ratón pulsado, arrastra el punto (semicirculo negro) situado en la línea de la parte superior del marco del applet para variar el ángulo de incidencia.

Se puede variar la relación entre los índices de refracción de los dos medios y simular infinitos medios 1 y 2 enfrentados. Para ello se debe seleccionar primero "user definid ratio" .

Con "slower" ralentizamos la animación y con "faster" la aceleramos. Podemos mantener pulsado el botón izquierdo del ratón para detenerla y arrancarla de nuevo al dejar de pulsar. Si pulsas y sueltas el botón derecho se detiene y se reanuda de nuevo al volver a pulsarlo. ¿Qué sucede si haces "clic" ( pulsar y soltar) en el el botón derecho y luego varios "clics" con el izquierdo?.

Realización práctica

Realiza, observa y comprueba lo siguiente:

1- Selecciona en el cuadro superior del applet (pulsando la flecha hacia abajo) el caso de luz incidiendo del aire al vidrio ("air to glass" y varía el ángulo de incidencia a 45º . Utilizando la ley de Snell y la relación n₂/n₁=1.5 ( figura en el applet) calcula el ángulo de refracción. Comprueba en el gráfico que el ángulo que se ve es "más o menos" el calculado.

2.- Seleciona "same index" (igual medio en los dos lados) y comprueba que le ocurre al rayo si varías el ángulo de incidencia. Pulsa el botón derecho del ratón y suéltalo. Luego haz "clic" con el derecho y comprueba la construcción con el pricipio de Huygens.

3.- Comprueba, variando el ángulo de incidencia (arrastra el punto negro), que mientras la relación de indices de refracción ( n₂/n₁) sea mayor que uno ( el rayo pasa de un medio en el que su v es mayor a otro más lento), para cualquier ángulo de incidencia siempre se produce refracción.

4.- Si escogemos el caso en el que el sonido va del aire al agua (" sound fron air to water") la relación de índices es menor que uno ya que la v del sonido es mayor en el agua que en el aire. (Ver los datos que hay en el cuadro al final de esta página) . En este caso se produce reflexión total interna. Calcula el ángulo a que se produce y compruébalo experimentalmente.

5.-Selecciona el caso " user defined ratio" y pon en la relación de índices un número menor de uno ( marca en la zona azul, escribe el dato y pulsa "enter"). Varía el ángulo de incidencia hasta encontrar el ángulo límite en que se produce la reflexión total interna. Prueba con 0.7 y calcula el ángulo.

Luz (onda electromagnética)

Ondas de Sonido

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