Reflexion De La Luz

Fundamentación teórica

Para fines prácticos del experimento, se analizaron los siguientes conceptos de la óptica:

Se inicia con una brevísima reseña histórica acerca de las teorías que trataban de explicar la naturaleza de la luz: la corpuscular y la teoría ondulatoria, que explicaban satisfactoriamente las tres características de la luz descubiertas hasta entonces.

1. Propagación rectilínea: es decir, la luz viaja en línea recta.

2. Reflexión: cuando la luz incide en una superficie lisa, los rayos luminosos son rechazados o reflejados en una sola dirección.

3. Refracción: desviación que sufre la luz al llegar a la superficie de separación entre dos sustancias de diferente densidad.

Posterior a ello, haciendo los tres experimentos se aborda la:

Reflexión de la luz.

Cuando la luz llega a la superficie de un cuerpo, ésta se refleja total o parcialmente en todas las direcciones. Si la superficie es lisa, como en un espejo, los rayos son reflejados o rechazados en una sola dirección.

Toda superficie que refleja los rayos de luz recibe el nombre de espejo. Al rayo de luz que llega al espejo se le nombra incidente y al rayo rechazado por él se le llama reflejado.

Se explican las leyes de la reflexión de la luz

-El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie se encuentran en el mismo plano.

-El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Se continúa con la explicación: a las imágenes que ante nuestros ojos parecen estar formadas por rayos de luz, pero que en realidad no existen, se les denomina imágenes virtuales. Una imagen virtual es la que parece estar formada por luz que proviene de la imagen, pero que en realidad no es atravesada por ningún rayo de luz.

En cambio, cuando estamos frente a un espejo plano nuestra imagen es derecha

porque conserva la misma posición; es virtual porque se ve como si estuviera dentro del espejo (la imagen real es la que se recibe en una pantalla). Y es simétrica porque aparentemente esta a la misma distancia de la del espejo. También si movemos el brazo derecho, en nuestra imagen parece que movimos el izquierdo; ello se debe a la propiedad que tienen todos los espejos planos y cuyo nombre es inversión lateral.

Se forman espejos planos angulares cuando se unen dos espejos planos por uno de sus lados formando un cierto ángulo. Al colocar un objeto en medio de ello se o observaran un numero N de imágenes, esto dependerá de la medida del ángulo.

Refracción de la luz

-La refracción de la luz consiste en la desviación que sufren los rayos luminosos cuando llegan a la superficie de separación entre dos sustancias o medios de diferente densidad.

-Es la desviación de un rayo de luz cuando pasa oblicuamente de un medio a otro. Fig. 2 Refracción de la luz

Si estos inciden perpendicularmente a la superficie de separación de las sustancias, no se refractan. La causa que origina la refracción de la luz es el cambio en la velocidad de los rayos luminosos al penetrar a un medio de diferente densidad. Los rayos oblicuos que llegan a la superficie de separación entre dos medios se llaman incidentes y los que se desvían al pasar por ésta se les llama refractados.

La desviación sufrida por un rayo luminoso dependerá de la densidad del medio al cual pasa. A mayor densidad, el rayo se acerca a la normal, caso contrario, si el medio tiene una menor densidad se aleja de ella.

Leyes de la refracción de la luz

1. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran siempre en el mismo plano.

2. La trayectoria de un rayo refractado en la entrecara entre dos medios es exactamente reversible.

Existe una tercera ley enunciada como ley de Snell, la cual expresa que:

La razón del seno del ángulo de incidencia con respecto del seno del ángulo de refracción es igual a la razón de la velocidad de la luz en el medio incidente con respecto a la velocidad de la luz en el medio de refracción, es decir, (sen θ_1)/(sen θ_2 )=v_1/v_2

En el desarrollo de los tres experimentos se hace demostración de estas leyes y los conceptos señalados se calculan aproximadamente con las observaciones realizadas.

Ley de Snell

Refracción

El índice de refracción (n) está definido como el cociente de la velocidad (c) de un fenómeno ondulatorio como luz o sonido en el de un medio de referencia respecto a la velocidad de fase (vp) en dicho medio:

Generalmente se utiliza la velocidad de la luz (c) en el vacío como medio de referencia para cualquier materia, aunque durante la historia se han utilizado otras referencias, como la velocidad de la luz en el aire. En el caso de la luz, es igual a:

Donde εr es la permitividad relativa del material, y μr es su permeabilidad electromagnética relativa. Para la mayoría de los materiales, μr es muy cercano a 1 en frecuencias ópticas, es decir, luz visible, aunque n es aproximadamente

Contrario a lo que afirman muchos libros clásicos y algunos modernos de física, está comprobado que puede existir un índice de refracción menor a 1; por ejemplo, para los rayos x.1 Este hecho puede tener aplicaciones técnicas, como espejos para rayos x basados en refracción externa total para su aplicación en herramientas médicas. Otro ejemplo de un índice de refracción menor a uno son las ondas electromagnéticas cuando viajan a través del plasma.

La ley de Snell es una fórmula simple utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz (o cualquier onda electromagnética) con índice de refracción distinto. El nombre proviene de su descubridor, el matemático holandés Willebrord Snel van Royen (1580-1626). La denominaron "Snell" debido a su apellido pero le pusieron dos "l" por su nombre Willebrord el cual lleva dos "l". La ley de snell es muy utilizada en muchos casos. La misma afirma que el producto del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios. Aunque la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos de refracción de la luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una superficie de separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación de la onda varíe.

Descripción

n1 y n2 son los índices de refracción. de los materiales. La línea entrecortada delimita la línea normal, la cual es la línea imaginaria perpendicular

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