Post on 08-Jul-2015
La refracc ión
de la luz
?¿Qué es la refracc ión
• La refracc ión de la luz es e l cambio de direcc ión que experimentan los rayos luminos os al pas ar de un medio a otro
en e l que s e propagan con dis tinta.ve loc idad
Leyes de la refracc ión
•1 :ª Ley , El rayo inc idente la normal y e l
rayo refractado es tán en e l mis mo plano
NO
RM
AL
RAYO INCIDENTE
RA
YO
RE
FR
AC
TA
DO
Leyes de la refracc ión
• 2 :ª Ley Cuando el rayo
inc idente pas a de un medio de mayor
ve loc idad a otro de , menor ve loc idad e l
rayo refractado s e acerca a la normal
NO
RM
AL
RAYO INCIDENTE
RA
YO
RE
FR
AC
TA
DO
V 1
V 2
V 1 >V 2
Leyes de la refracc ión
• 3 :ª Ley Cuando el rayo
inc idente pas a de un medio de menor
ve loc idad a otro de , mayor ve loc idad e l
rayo refractado s e .ale ja de la normal
NO
RM
AL
RAYO INCID
ENTE
RAYO REFRACTADOV 1
V 2
V 2 < V 1
, Seguramente ahora ya s abrás explicar la caus a
de que veamos torc ida una bombilla de bebida
metida en un vas o con.agua
Toda onda se refracta cuando en su propagación cambia de medio. Cuando la luz se refracta, modifica su rapidez, y generalmente la dirección. En este fenómeno la frecuencia no se ve alterada pero si la longitud de onda. La refracción de la luz cumple con la llamada ley de Snell.
θ1
θ2
REFRACCIÓN DE LA LUZ
ÍNDICE DE REFRACCIÓN
• De acuerdo con la ley de Snell ( 1591-1626) , la rapidez de la luz depende del medio por el cual se propaga. Sabemos que la rapidez máxima de la luz es en el vacío de valor aproximado 300.000 Km/s.
• El índice de refracción nos da cuenta del valor de la rapidez de la luz en cualquier medio en que ella pueda propagarse.
ÍNDICE DE REFRACCIÓN
La luz alcanza su máxima rapidez en el vacío ( C ). Cuando pasa a otro medio se refracta y modifica su rapidez a otro valor “v” . Se puede establecer una comparación de la rapidez de la luz entre esos medios, a través de un cuociente denominado índice de refracción absoluto. Si denominamos como “η” a ese índice se obtiene:
v
C=η Es magnitud adimensional
: REFRACCIÓN DE LA LUZ La ley de Snell
• Se puede demostrar geométricamente que el ángulo de incidencia y el de refracción están relacionados a través de los valores de los índices de refracción de los mismos. Esta ley se conoce como la ley de Snell, cuya expresión matemática es:
2
1
2
1
v
v
sen
sen =θθ
Ley de Snell
ALGUNOS ÍNDICES ABSOLUTOS DE …REFRACCIÓN
SUSTANCIA ηAireAgua
Alcohol EtílicoHie lo
Sal común
Diamante Vidrio crown ligero
Benceno
11.33331,3541,311,5442,4271,5151,501
PERCEPCIÓN DE LAPROFUNDIDAD
Cuando la luz se refracta, puede ocasionar fenómenos que se relación con la posición aparente de las cosas. Un objeto sumergido en el fondo de un estanque, es visto en la posición “P” por un observador “O” ubicado una cierta distancia de él.
Anális is matemático
da
do
sθ1
θ2
tan θ1 = s / da y tan θ 2 = s / do da tan θ1 = d0 tan θ2
da = (tan θ2 / tan θ1) do
Si consideramos la refracción para ángulos pequeños ( θ< 15º), el cos θ≅ 1. Luego tan θ = sen θ / cosθ ≅ senθ . Así la expresión para da queda : da= ( senθ2 / sen θ1 ) do . .Aplicando la ley de Snell se cumple que:senθ2 / sen θ 1= η 2 / η1 , o sea,
senθ2 / sen θ1= 1 / η 1.Finalmente y reemplazando se tiene que:
θ2
θ1
da = do / n1
n1
n2
Las lentes
•Una lente es un sistema óptico cuyo fin es lograr la formación de imágenes usando la propiedad de la refracción de la luz.
Ejemplos: las lupas, los prismáticos, los microscopios, los objetivos de las cámaras fotográficas …
Clas es de lentes
• :CONVERGENTES Son más grues as por e l centro que
. por los extremos Los rayos refractados convergen en un
.punto que s e llama foco
Clas es de lentes
• :DIVERGENTES Son más grues as por los extremos que
. por el centro Los rayos refractados no convergen en
, .un punto s ino que s e s eparan
•Las lentes convergentes pueden ser de las siguientes formas:
•Esquemáticamente se representan así:
•Las lentes divergentes pueden ser de las siguientes formas:
•Esquemáticamente se representan así:
Elementos de una lente
• ( ): Centro óptico O punto que es tá en e l centro
. geométrico de la lente Los rayos que pas an por
é l no s e des vían• ( ): Foco F punto de l que
parten todos los rayos, , que al s er re fractados
s alen parale los al e je.horizontal
• ( ’): Foco imagen F punto por e l que pas an todos los
rayos re fractados que inc iden en la lente
.parale los al e je horizontal
F F’
Formación de imágenes en una lenteconvergente
F F’2F
, .Se forma una imagen real invertida y mayor
Objeto s ituado entre e l Foco y el doble de la
.dis tancia focal
Formación de imágenes en una lenteconvergente
F F’2F
Objeto s ituado más lejos del
doble de la .dis tancia focal
, .Se forma una imagen real invertida y menor
Formación de imágenes en una lenteconvergente
F F’2F
Objeto s ituado entre e l foco y la.lente , ( Se forma una imagen virtual derecha y mayor efecto
).lupa
Además de los tres casos vistos hay dos más:
• Objeto s ituado en e l doble de la .dis tanc ia focal
• .Objeto s ituado en el Foco
• ¿Te atreves a dibujar los es quemas de ?la formación de las imágenes
Formación de imágenes en una lenteconvergente
Formación de imágenes en una lentedivergente
2F
F ’F
Objeto s ituado en .cualquier punto
, .Se forma una imagen virtual derecha y menor
Ecuación del Fabricante de lentes
Para determinar la ubicación de la imagen, del objeto o distancia focal se utilizan las mismas
ecuaciones de los espejos.