Ley De La Reflexion

DE LA REFLEXION

La reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

Cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie de separación entre dos medios transparentes homogéneos e isótropos, una parte del rayo incidente se refleja y se queda en el medio de donde provino y la otra parte se transmite al otro medio.

El ángulo θi formado por el rayo incidente y la normal N a la superficie de separación en el punto de incidencia se denomina ángulo de incidencia; el ángulo formado por el rayo reflejado y la normal θr' se denomina ángulo de reflexión (ver la figura). El rayo reflejado se encuentra en el mismo plano que el incidente y la normal en el punto de incidencia, pero por el lado opuesto a esta normal; el ángulo de reflexión θr' es igual al ángulo de incidencia θi:

Θi' = θr,

que es la expresión de la ley de reflexión:

Un rayo luminoso se refleja en la superficie plana formando un ángulo de reflexión igual al de incidencia.

La ley de reflexión determina la dirección del rayo reflejado.

Reflexión interna total

es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz, atravesando 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 solo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor crítico, θc. 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.

En aparatos de óptica se prefiere utilizar la reflexión total en lugar de espejos metalizados. Como ejemplo de utilización de la reflexión total en aparatos corrientes encontramos el pentaprisma de las cámaras fotográficas réflex y los Prisma de Porro o Schmidt-Pechan de los prismáticos.

La reflexión interna total es responsable de los destellos de luz que se observan en un diamante tallado.

Figura: supóngase que el circulo menor es un vidro semicilíndrico de laboratorio el haz de luz entra pero al tener este un menor índice de refracción no para la luz y solamente es reflefada

LA LEY DE REFRACCIÓN.

Cuando un rayo luminoso monocromático incide sobre la superficie de separación entre dos medios transparentes homogéneos e isótropos, una parte del rayo incidente se refleja y se queda en el medio de donde él provino y la otra parte se transmite al otro medio tomando una nueva dirección, es decir, desviándose. Se dice que al pasar de un medio al otro el haz luminoso se refracta.

α n1

n2

α

El ángulo formado por el rayo incidente y la normal N es el ángulo de incidencia,θ1; θ2, formado por el rayo refractado y la normal, es el ángulo de refracción (ver la figura).

LEY DE SNELL

Se puede demostrar que entre los ángulos θ1 y θ2 y las velocidades υ1 y υ2 de la luz en los medios 1 y 2, respectivamente, existe la siguiente relación

(1)

Por definición

y

donde c es la velocidad de propagación de la luz el vacío. De aquí se deduce que:

Por lo tanto, la igualdad (1) puede escribirse,

o simplemente,

que es la expresión matemática de la ley de refracción de Snell que afirma :

Cuando se refracta un rayo luminoso se cumple: n1 senθ1 = n2 senθ2. El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia se encuentran en el mismo plano.

Para dos sustancias dadas la relación n2 /n1 es constante, o sea,

Según la ley de Snell el ángulo de refracción es menor que el ángulo de incidencia para un rayo que pasa del medio menos denso al medio más denso, es decir, el rayo se desvía hacia la normal. Si la luz se propaga del medio más denso al medio menos denso el rayo refractado se desvía alejándose de la normal.

Tabla de índice de refraccion en algunos medios:

Material Indice de refraccion

VACIO 1

AIRE 1.0002926

HELIO 1.000036

OXIGENO 1.0002708

HIDROGENO 1.000132

DIOXIDO DE CARBONO 1.00045

ETANOL 1.361

AGUA 1.3330

DIAMANTE 2,419

AMBAR 1.55

HELIO 1.31

CORNEA HUMANA 1.3375

CRIOLITA 1.338

ACETONA 1.36

GLICEROL 1.4729

EJEMPLO:

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