INDICE DE REFRACCIÓN
... Es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío, c, y la velocidad de la luz en el medio, v.
Así, para el medio 1: n1 = c / v1 y para el medio 2: n2 = c / v2
Paso de medio rápido a medio lento (ej: del aire al agua): En el caso que el medio 1 sea menos denso (menor índice de refracción, luego, mayor velocidad en él), al pasar la luz a un medio más denso,con mayor índice de refracción: la velocidad de la luz disminuye y el ángulo de refracción se cerca a la normal (ángulo del rayo refractado menor que incidente).
Paso de medio lento a rápido (al revés): el ángulo del rayo refractado con la normal es mayor.
Al pasar de un medio a otro la frecuencia de la onda no cambía, sin embargo, la velocidad de propagación y la longitud de onda, sí.
EJEMPLO RESUELTO:
El índice de refracción del
agua con respecto al aire es de 1,33 y el de un vidrio con respecto al aire es
de 1,54. Calcule el índice de refracción del vidrio con respecto al agua y el
ángulo crítico cuando la luz pasa del vidrio al agua.
Datos:
nagua = 1,33
nvidrio = 1,54
naire = 1
El vidrio es un medio ópticamente más denso que
el agua, nvidrio >
nagua. Cuando la luz pasa de un medio ópticamente
más denso a otro medio el ángulo de refracción,
θ2, será mayor que el de
incidencia,θ1 (fig.1a).
Por lo tanto, existe cierto
ángulo de incidencia para el cual el ángulo refractado se hace igual a 90°, es
decir, el rayo refractado se deslizara a lo largo de la superficie de separación
de los medios sin entrar en el segundo medio (fig.1b).
El ángulo incidente para el
cual el ángulo refractado es igual a 90° se denomina
ángulo crítico
(θc)
o límite. Para todos los ángulos de incidencia θ1
> θc no se produce rayo refractado: la luz se
refleja por completo al primer medio. Este fenómeno recibe el nombre de
reflexión total.
Para los ángulos
θ1 < θc
la intensidad de la luz reflejada es menor que la de la luz incidente ya que una
pare del rayo incidente se refracta y pasa al agua. Cuando el ángulo
de incidencia se aproxima al
ángulo crítico el rayo refractado es casi rasante y de muy poca intensidad,
mientras que el rayo reflejado aumenta su intensidad. Para los ángulos de
incidencia que son mayores que el ángulo crítico (θ1>
θc), el rayo refractado desaparece y
tiene lugar la reflexión total, o sea, la luz se refleja totalmente (fig.1c).
El valor del ángulo crítico se
determina, sustituyendo el ángulo refractado θ2
por su valor de 90° en la fórmula de la ley de Snell.
