Fenómenos de Reflexión y Refracción
Objetivos:
- Comprender los principios de la reflexión y la refracción de la luz.
- Identificar las leyes que rigen estos fenómenos y cómo aplicarlas.
- Analizar cómo la reflexión y la refracción afectan la percepción visual.
- Explorar aplicaciones prácticas de estos fenómenos en la tecnología y la vida cotidiana.
- Desarrollar habilidades para resolver problemas prácticos relacionados con la reflexión y la refracción.
Contenido:
Imagina que estás en la playa, observando cómo las olas del mar cambian de dirección al golpear la orilla y cómo puedes ver tu reflejo en el agua tranquila. Estos fenómenos cotidianos están regidos por principios físicos fundamentales: la reflexión y la refracción. Estos conceptos no solo explican lo que ves en la playa, sino que también son fundamentales en el diseño de lentes, espejos y una variedad de dispositivos ópticos que utilizamos diariamente. Prepárate para embarcarte en un viaje fascinante a través de los fenómenos de reflexión y refracción, descubriendo cómo funcionan y cómo influyen en el mundo que te rodea.
Reflexión y refracción de la Luz
Si bien todo tipo de luz se origina en una fuente de energía, por ejemplo, el Sol, una lámpara eléctrica o una vela encendida, la mayor parte de la que vemos en el mundo físico resulta
de luz reflejada. En este capítulo nos ocuparemos de las leyes que describen cómo regresa la
luz a su medio original como resultado de incidir sobre una superficie. Este fenómeno es llamado reflexión.
Cuando la luz incide en la frontera o límite entre dos medios, por ejemplo aire y vidrio, se
pueden presentar una o varias de estas tres situaciones. Una parte de la luz que incide sobre una superficie de vidrio se refleja y otra parte penetra en éste. La luz que entra en el vidrio es absorbida parcialmente y la parte restante se transmite. La luz transmitida en general sufre un cambio de dirección, lo cual se conoce como refracción.
Las leyes de la reflexión
Se pueden enunciar dos leyes básicas de la reflexión:
1) El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
2) El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie se encuentran en el mismo plano.
La reflexión de la luz procedente de una superficie pulida, se llama reflexión regular o especular. La luz que incide sobre la superficie de un espejo o vidrio se refleja especularmente (a). Si toda la luz incidente que golpea una superficie se reflejara de esta manera, no podríamos ver la superficie. Únicamente veríamos imágenes de otros objetos. Es la reflexión difusa la que nos permite ver una superficie. Una superficie irregular o áspera esparce y dispersa la luz incidente, lo que da por resultado que se ilumine la superficie. La luz reflejada por ladrillos, concreto o periódicos es ejemplo de la reflexión difusa (b).
https://docs.google.com/presentation/d/1ppxM1gKqp2wSK4bi9_HVmtuiZRnuSXEV3cy8Xnk_ojs/edit?usp=sharing
Refracción
La luz se propaga en línea recta a rapidez constante en un medio uniforme. Si cambia el
medio, la rapidez también cambiará y la luz viajará en línea recta a lo largo de una nueva
trayectoria. La desviación de un rayo de luz cuando pasa oblicuamente de un medio a otro
se conoce como refracción.
El ángulo que se forma entre el haz incidente y la normal a la superficie se conoce como ángulo de incidencia. Al ángulo formado entre el haz refractado y la normal se le llama ángulo de refracción.
Índice de Refracción
La velocidad de la luz dentro de una sustancia material es generalmente menor que la velocidad en el espacio libre. El índice de refracción n de un material particular es la razón de la velocidad de la
luz en el espacio libre respecto a la velocidad de la luz a través del material. El índice de refracción es una cantidad adimensional y generalmente es mayor que la
unidad.
Leyes de la Refracción
- El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie se encuentran en el mismo plano.
- La trayectoria de un rayo refractado en la interfase entre dos medios es exactamente reversible.
Ley de Snell
La razón del seno del ángulo de incidencia con respecto al seno del ángulo de refracción es igual a la razón de la velocidad de la luz en el medio incidente respecto a la velocidad de la luz en el medio de refracción.
Actividades para reforzar lo aprendido
1. Ingresar al enlace: Reflexión y refracción de la Luz
2. Utilizando la aplicación y las fórmulas vistas en clase
2.1. determinar el índice de refracción (n) de las sustancias misteriosas 1 y 2 e investigue que sustancia son.
2.2. Determine el ángulo límite de ambas sustancias misteriosas mediante cálculos y verifique este valor en la aplicación.
https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_all.html?locale=es