Refracción

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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.refracción.

14/10/09

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En resumen:

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Ángulo de incidencia

Ángulo de refracción

Rayo Incidente

Rayo Refractado

Medio 1

Medio 2

i1

r2

Cuando un haz incide en una superficie pulida como el vidrio, parte de la luz se refleja y parte

se refracta.

Algunos ejemplos de refracción



INDICE DE REFRACCIÓN(n)


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 refraccióníndice de refracción de ese medio. n: índice de refracción

c: velocidad de la luz en el vacíov: velocidad de la luz en el medio material

INDICE DE REFRACCIÓN

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SUSTANCIAS n

Aceite 1,51

Agua 1,33

Aire 1,00

Cuarzo 1,54

Diamante 2,42

Glicerina 1,47

Hielo 1,31

Haciendo uso de la calculadora, halla el valor de v v de cada sustancia.



Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno: b)¿Cuál es la sustancia más densa ?c)¿Qué sustancia tiene mayor índice de refracción?d)¿Qué sustancia tiene menor índice de refracción?e)Ordena de menor a mayor densidad las sustancia. f)¿Qué significa que el índice de refracción del aire sea igual a 1?

Leyes de la Refracción


• 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:

n1·sen i = n2· sen r

Averigua los Averigua los aportes de SNELL, aportes de SNELL, luego escríbelo en luego escríbelo en

tu cuaderno.tu cuaderno.

Halla el seno de θ y luego la medida del ángulo:


1. Sen 45°2. Sen 37°3. Sen 26°4. Sen 30°5. Sen 90°6. Sen 53°7. Sen 60°8. Sen 39°9. Sen 120°10.Sen 360°

1. Sen θ = 0,8290382. Sen θ = 0,9 0271843. Sen θ = 0,75470954. Sen θ = 0,55. Sen θ = 0,79863556. Sen θ = 0,3255687. Sen θ = 18. Sen θ = 0,7071069. Sen θ = 0,86602510.Sen θ = 0,5877852

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.


http://www.educaplus.org/luz/refraccion.html








Ángulo límite:


A un ángulo de incidencia se le considera ángulo límite ángulo límite cuando le corresponde un ángulo refractado de 90°.

Si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo límite no se produce Si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo límite no se produce refracción, sino lo que se denomina refracción, sino lo que se denomina reflexión total.reflexión total.

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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.

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Reflexión total



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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.


Problemas de aplicacióni 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.


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 1010 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° cc) 53° d) 60° e) 30°


7. Un haz de luz pasa por un medio donde n1= 4 a otro cuyo índice es n2= 1,4 y la medida del ángulo de incidencia es 20°. Halla la medida del ángulo refractado.


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.

nn11 . Sen i = n . Sen i = n2 . 2 . Sen 90°Sen 90°


Dispersión de la LuzSi 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.

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http://www.edumedia-sciences.com/es/a311-prisma

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.


PROFUNDIDAD APARENTE

h

H

objeto

imagen

nojo

nobjeto

=

objeto

ojo

n

nHh h = altura aparente

H = altura verdadera


Problema de aplicación:1. Una moneda se encuentra en el fondo de una piscina

de 3m de profundidad. Halla la profundidad aparente donde se divisa la moneda.


Una lente es toda sustancia transparente limitada por dos superficies de las cuales por lo menos una de ellas debe ser esférica.


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http://www.youtube.com/watch?v=r1pUipwSEsg&feature=related

CLASES DE LENTESA. CONVERGENTES: Cuando la parte central es más ancha

que los bordes.

E. DIVERGENTES: Cuando los bordes son más anchos que la parte central.



Señalamos los elementos:


C2C1 Co

EjeEjePrincipalPrincipal

Elementos de una lente Centro óptico (Co ) : Es el centro geométrico de la lente.

Centros de Curvatura ( C1 , C2 ) : Son los centros de las esferas que originan la lente.

Radios de curvatura (R1 , R2 ) : Son los rayos de las esferas que originan la lente.

Eje principal: Es la recta que pasa por los centros de curvatura y el centro óptico.

Foco (F): Es aquel punto ubicado en el eje principal en el que concurren los rayos incidentes paralelos al eje principal. Toda lente tiene dos focos.


Foco objeto (Fo ) : Es el foco ubicado en el espacio que contiene al objeto.

Foco Imagen (Fi ) : Es el foco ubicado en el espacio que no contiene al objeto.


Formación de Imágenes


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http://newton.cnice.mec.es/4eso/optica/opt331.htm?2&2

El ojo


http://www.youtube.com/watch?v=ebbIoP7sEZk&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=bqg9ROy0bCk&feature=related


http://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_es.html http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/lentes/LentesDelgadas.htm

http://phet.colorado.edu/sims/geometric-optics/geometric-optics_es.html

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/lentes/LentesDelgadas.htm

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