Este documento resume conceptos clave sobre la refracción de la luz y las lentes. Explica que la refracción ocurre cuando la luz cambia de medio, lo que causa un cambio en la dirección de los rayos debido a cambios en la velocidad de la luz. Introduce el índice de refracción para calcular esta velocidad, y describe cómo la ley de Snell relaciona los ángulos de incidencia y refracción. Finalmente, distingue entre lentes convergentes como las biconvexas que hacen converger los rayos,

1. LUZLUZ
REFRACCIÓN Y LENTES
Profesor Diego Troncoso Farias.

2. REFRACCIÓN DE LA LUZ
Esto ocurre cada vez que la luz cambia de medio
de propagación y consiste básicamente en el
cambio de dirección que sufren los rayos al cruzar
la frontera entre los dos medios, debido al cambio
de velocidad.de velocidad.
Para poder calcular el cambio de velocidad que
sufre la luz, existe lo que se llama índice de
refracción (n) del medio, este es adimensional
(sin unidad de medida) ya que representa un
cociente entre rapideces, y se calcula de la
siguiente manera:

3. Donde:
n = Índice de refracción.
c = Velocidad de la luz en el vacío.c = Velocidad de la luz en el vacío.
v = Velocidad de la luz en el medio en el cual
se propaga.

4. El fenómeno de la refracción consiste en el
cambio de la dirección de propagación de un haz
de luz al pasar de un medio a otro. Esto sólo
puede suceder cuando la luz se propaga con
velocidades distintas en los dos medios.
Como vemos en la imagen están
presentes los ángulos de incidenciapresentes los ángulos de incidencia
y de reflexión y aparte hay otro
llamado ángulo de refracción que es
menor que el ángulo de incidencia.
Éstos ángulos son directamente
proporcionales.

5. LEY DE SNELL
Snell propuso que las funciones seno de los
ángulos eran directamente proporcionales dando
como cociente una constante al igual que las
velocidades.
Al multiplicar por c

6. EJEMPLO
Para determinar la velocidad de la luz en cierto
tipo de vidrio, hicimos que cierto haz de luz que
se propagaba en el aire, incidiera sobre el bloque
de ese material con un ángulo θ1 = 30°. Al medir
el ángulo de refracción obtuvimos θ2 = 19°.
¿Cuál es el valor del índice de refracción del vidrio
que se usó? (sabiendo que el índice de refracción en
el aire n1 = 1,0)
¿Cuál es el valor de la velocidad de propagación de
la luz en el vidrio?

7. FENÓMENOS DE LA REFRACCIÓN
Se coloca un objeto pequeño a cierta profundidad
dentro del agua. Los rayos luminosos emitidos
por el objeto al pasar del agua al aire, sufren
refracción y se alejan de la normal, como ya
sabemos.
Al repetir la acción anterior con un objeto más
grande observamos también la refracción de los
rayos emitidos por el objeto. Nosotros no vemos
realmente la parte sumergida, sino su imagen
virtual, situada arriba de la posición real del
objeto.

8. LAS ESTRELLAS, EL SOL
Cuando la luz que proviene de una estrella
penetra en la atmósfera terrestre, encuentra capas
de aire cada vez más densas, y por consiguiente,
con índices de refracción cada vez mayores. Debido
a ello, esta luz sufre refracciones sucesivas,
acercándose a la normal. Observándose así unaacercándose a la normal. Observándose así una
imagen virtual de la estrella.
Un fenómeno idéntico a éste ocurre con la luz
solar. Al anochecer, aun cuando el Sol ya se
encuentra por debajo de la línea del horizonte,
seguimos viendo su imagen debido a la refracción
en la atmósfera.

9. LENTES ESFÉRICAS
Las lentes son dispositivos que se emplean en un
gran número de instrumentos muy conocidos,
como los anteojos. Hay distintos tipos de lentes
como lo son:
Biconvexos.Biconvexos.
Bicóncavos.
Plano-Convexo.
Plano-Cóncavo.
Cóncavo-Convexo.
Convexo-Cóncavo.

10. LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES
Lente biconvexa: Al penetrar un rayo en una
lente, este se refracta, acercándose a la normal;
al salir de la misma, vuelve a refractarse
alejándose de ella. Si hacemos incidir más rayos
paralelos, su comportamiento será el mismo
haciéndolos converger, por éste motivo se
denominan lentes convergentes.
Lente bicóncava: Al penetrar un rayo de luz
paralelo en la lente bicóncava vemos que al
principio el rayo se refracta acercándose a la
normal y luego se vuelve a refractar alejándose
de la normal. En éste caso los rayos se desvían de
manera que se vuelven divergentes, por este
motivo se denominan lentes divergentes.