Este documento describe los conceptos fundamentales de la refracción de la luz, incluyendo que la luz cambia su dirección al pasar de un medio a otro debido a diferencias en la velocidad de propagación, y que el ángulo de incidencia y refracción están relacionados por la ley de Snell. También explica el índice de refracción de varios materiales y cómo esto afecta la velocidad de la luz en cada medio.

2. Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción. 02/09/09 cgm

3. En resumen: 02/09/09 cgm Cuando un haz incide en una superficie pulida como el vidrio, parte de la luz se refleja y parte se refracta. Ángulo de incidencia Ángulo de refracción Rayo Incidente Rayo Refractado Medio 1 Medio 2 i 1 r 2

4. Algunos ejemplos de refracción 02/09/09 cgm

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6. INDICE DE REFRACCIÓN(n) 02/09/09 cgm Si el índice de refracción del agua es n= 1,33, quiere decir que la luz es 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua. Es evidente que n será mayor o igual que 1. Cada sustancia transparente tiene su propio índice de refracción. Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente obtenemos un valor que llamamos índice de refracción de ese medio. n: índice de refracción c: velocidad de la luz en el vacío v: velocidad de la luz en el medio material

7. INDICE DE REFRACCIÓN 02/09/09 Haciendo uso de la calculadora, halla el valor de v de cada sustancia. SUSTANCIAS n Aceite 1,51 Agua 1,33 Aire 1,00 Cuarzo 1,54 Diamante 2,42 Glicerina 1,47 Hielo 1,31

8. 02/09/09 cgm Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno: ¿Cuál es la sustancia más densa ? ¿Qué sustancia tiene mayor índice de refracción? ¿Qué sustancia tiene menor índice de refracción? Ordena de menor a mayor densidad las sustancia. ¿Qué significa que el índice de refracción del aire sea igual a 1?

9. Leyes de la Refracción 02/09/09 cgm 1era Ley : “El rayo incidente, el rayo reflejado y normal trazados en el punto de incidencia están contenidos en un mismo plano” 2da Ley : Entre el ángulo de incidencia y el de refracción, existe la siguiente relación: n 1 ·sen i = n 2 · sen r Averigua los aportes de SNELL, luego escríbelo en tu cuaderno.

10. Halla el seno de θ y luego θ : 02/09/09 cgm Sen 45° Sen 37° Sen 26° Sen 30° Sen 90° Sen 53° Sen 60° Sen 39° Sen 120° Sen 360° Sen θ = 0,829038 Sen θ = 0,9 027184 Sen θ = 0,7547095 Sen θ = 0,5 Sen θ = 0,7986355 Sen θ = 0,325568 Sen θ = 1 Sen θ = 0,707106 Sen θ = 0,866025 Sen θ = 0,5877852

11. Observaciones: Si el ángulo de incidencia es igual a cero i = 0°, entonces el ángulo de refracción r = 0°, es decir no hay desviación para los rayos que inciden perpendicularmente. Cuando un rayo luminoso se desplaza de un medio de menor índice de refracción a otro de mayor índice, el rayo refractado se acerca a la normal (N), y viceversa. 02/09/09 cgm

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19. Ángulo límite: 02/09/09 Cgm (video 3:30) A un ángulo de incidencia se le considera ángulo límite cuando le corresponde un ángulo refractado de 90°. Si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo límite no se produce refracción, sino lo que se denomina reflexión total.

20. Determina el ángulo límite: Calcular el ángulo límite para el caso del vidrio, sabiendo que el índice de refracción del aire con respecto al vidrio es 2/3.

21. Reflexión total 02/09/09 www.weberciencias.blogspot.com

22. REFLEXIÓN TOTAL La reflexión total es un fenómeno que se aprovecha para la conducción del rayo luminoso en los filamentos de vidrio o de plástico transparente que constituyen la fibra óptica ( el filamento interior o núcleo de la fibra está recubierto por una sustancia de índice de refracción menor que la del revestimiento , lo que hace posible la reflexión total). El rayo de luz, que entra por un extremo sufre la reflexión total en la pared interior del filamento, una y otra vez desde que entra por un extremo hasta que sale por el otro. 02/09/09 cgm

23. Problemas de aplicación El diamante tiene un índice de refracción n=2,5. ¿Cuál es la velocidad de la luz en el diamante? Rpta. 120 000 km/s Un rayo de luz entra al agua como muestra la figura. Calcular el ángulo θ. 02/09/09 cgm

24. 3. Si se considera que la velocidad de la luz en el aire es 300 000 km/s y en el agua 225 000 km/s; calcular el índice de refracción del agua. Rpta. n=1,33 4. Si la velocidad de la luz en cierto medio es 1,5 x 10 10 cm/s, calcular el índice de refracción del medio. Rpta. 2 5. El índice de refracción en el caso de un rayo de luz que pasa del aire a un cristal, es 1,25. Si el rayo de luz pasa del mismo cristal al aire. ¿Cuál es la relación entre los senos del ángulo de incidencia, y el ángulo de refracción? Rpta. 4/5 6. Calcular el ángulo de refracción de un rayo luminoso que está en un ambiente de índice 4 y pasa a una ambiente de índice 3 incidiendo con un ángulo de 37°. a)37° b) 45° c ) 53° d) 60° e) 30° 02/09/09 cgm

25. 7. Un haz de luz pasa por un medio donde n 1 = 4 a otro cuyo índice es n 2 = 1,4 y la medida del ángulo de incidencia es 20°. Halla la medida del ángulo refractado. 02/09/09 cgm

26. Determina el ángulo límite: Calcula el ángulo límite de un rayo de luz que pasa del vidrio al aire. Si el índice de refracción del vidrio es 1,5. n 1 . Sen i = n 2 . Sen 90°

27. Dispersión de la Luz Si se hace incidir un haz de luz blanca sobre una superficie de separación, cada color de la luz se refracta con un ángulo diferente , para formar un efecto de arco iris. Este fenómeno se denomina dispersión de la luz.

28. Observaciones: La luz roja tiene la longitud de onda más larga (menor frecuencia). La luz violeta tiene la longitud de onda más corta (mayor frecuencia), y contiene el doble de energía que los rayos de la luz roja. La luz de mayor frecuencia se propaga con más lentitud que la de menor frecuencia.

29. PROFUNDIDAD APARENTE h = altura aparente H = altura verdadera h H objeto imagen n ojo n objeto

30. Problema de aplicación: Una moneda se encuentra en el fondo de una piscina de 3m de profundidad. Halla la profundidad aparente donde se divisa la moneda.