lunes, 29 de septiembre de 2008

Reflexión y Refracción


Reflexión.-
El fenómeno de reflexión de un haz de luz en la interfaz de dos medios es muy semejante al rebote de un cuerpo elástico sobre una pared muy rígida; de hecho se observa que el ángulo reflejado r resulta ser exactamente igual al ángulo incidente i donde ambos están referidos al ángulo que forman los haces reflejados e incidente respecto a la normal al plano de la frontera entre los dos medios (interfaz), como se muestra a continuación. De la geometría de las figuras se deduce la ley de reflexión de la luz:

Ley de la reflexión

i = r

En el siguiente enlace se encuentra más información sobre este fenómeno luminoso y trabajar con algunas interactividades que ilustran muy bien la ley de reflexión y los tipos de reflexión que puede tener un haz de luz sobre una superficie.

Refracción.-
El otro fenómeno asociado a la propagación de la luz se refiere a la observación de que el haz transmitido en un medio transparente, justamente al pasar la frontera, cambia de dirección. 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.


La ley que rige este fenómeno fue simultáneamente escrita por Snell y Descartes y está dada por la expresión anotada en la figura anterior. Cuando el haz de luz pasa de un medio de menor a uno de mayor índice de refracción, el ángulo de transmisión es menor que el de incidencia, pero, si el tránsito es al contrario, la relación se invierte y el ángulo de transmisión será menor que el del rayo incidente.
La refracción es responsable de los efectos visuales de "profundidad relativa" y el de "quebradura" de los objetos parcialmente sumergidos en un líquido transparente, esquematizados en la figura de arriba a la derecha y que ilustramos a continuación con un video y una fotografía respectivamente.

video


Revisar simulaciones:


Dispersión.-

La refracción también es responsable dela dispersión de la luz blanca, fenómeno luminoso que nos muestra el espectro de colores que la componen. Esto se debe a la dependencia de la longitud de la onda electromagnética, más exactamente, debido a la dependencia del índice de refracción respecto a la frecuencia o longitud de onda de la luz, por lo cual al observar el espectro electromagnético visible mediante un prisma, lo que estamos presenciando es la refracción simultánea de las ondas de diferente longitud de onda componentes de la luz blanca con ángulos de transmisión diferentes. Es famoso el experimento de dispersión en un prisma realizado por Sir Isaac Newton.

Un tratamiento excelente del tema, incluyendo lo relacionado con la formación de los arco iris se puede encontrar en el enlace
de JavaOptics del Grupo de Innovación Docente en Óptica Física y Fotónica del Departamento de Física Aplicada y Óptica de la Universitat de Barcelona(España), en el cual se debe seleccionar el icono correspondiente al tema de dispersión de la luz.


Ver vídeo sobre un arco iris doble, jugar memoria, resolver crucigrama, hacer quiz.