LUZLUZREFRACCIÓN Y LENTES

Profesor Diego Troncoso Farias.

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:

� 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.

� 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 estánpresentes los ángulos de incidenciapresentes los ángulos de incidenciay de reflexión y aparte hay otrollamado ángulo de refracción que esmenor que el ángulo de incidencia.Éstos ángulos son directamente proporcionales.

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

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 vidrioque se usó? (sabiendo que el índice de refracción enel aire n1 = 1,0)

¿Cuál es el valor de la velocidad de propagación dela luz en el vidrio?

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.

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 una acercándose 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.

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.

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.