λt =
Cuando una onda de cualquier tipo alcanza la frontera de dos medios distintos, una parte de su energía se transmite al segundo medio, dando lugar en el segundo medio a otra onda de características semejantes las de la onda incidente y que recibe el nombre de onda transmitida. Otra parte de la energía se emplea en generar otra onda que se propaga hacia atrás en el primer medio y que se llama onda reflejada.
En este proceso se conserva la frecuencia de la onda, lo que implica que la longitud de onda λt de la onda transmitida es diferente de la longitud de onda λi de la incidente, pues también cambia la velocidad de la onda en cada medio. Para el caso de una onda luminosa:
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λt =
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| λi = | |
siendo f la frecuencia, y n1 y n2 los índices de refracción de cada medio. El índice de refracción de un medio es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío (3.108 m/s) y la velocidad de la luz en ese medio. No tiene unidades y siempre es mayor o igual que 1.
Al
otro lado de la superficie de separación los rayos no conservan la
misma
dirección que los de la onda incidente:
1.
Cada rayo de la onda incidente y el correspondiente rayo de la
onda
transmitida forman un plano que contiene a la recta normal a la
superficie de
separación de los dos medios.
2.
El ángulo que forma el rayo refractado con la normal (ángulo de
refracción) está relacionado con el ángulo de incidencia:
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Problema P.A.U. UNIVERSIDAD CASTILLA-LA MANCHA.septiembre 98. Una piscina tiene una profundidad de 4 m. Calcula la profundidad aparente cuando la piscina está llena de agua. Dato: ïndice de refracción del agua, n=1,33 |
Problema: Calcula la relación entre n2 y n1 cuando
el ángulo entre los rayos de refracción y reflexión es de 90º
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1. Cada rayo de la onda incidente y el correspondiente rayo de la onda reflejada forman un plano perpendicular al plano de separación de los medios. |
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2. El ángulo que forma el rayo incidente con la
recta normal a la frontera (ángulo de incidencia) es igual al ángulo de
esta normal con el rayo reflejado (ángulo de reflexión) |
En
este caso si consideramos que n
el cual ocurre este fenómeno viene dado por
Este ángulo de incidencia, ac recibe el nombre de ángulo crítico, ya que si aumenta más el ángulo de incidencia, la luz comienza a reflejarse íntegramente, fenómeno que se conoce como reflexión total.
Una aplicación de la
reflexión total es la fibra óptica,
que es una fibra de vidrio, larga y fina en la que la luz en su
interior choca
con las paredes en un ángulo superior al crítico de manera que la
energía se
transmite sin apenas perdida. También los espejismos
son un fenómeno de reflexión total.
Reflexión total en un chorro de agua. Dispositivo montado por alumnos de 4º de la E.S.O. del I.E.S. Cristóbal Pérez pastor de Tobarra
Problema P.A.U. UNIVERSIDAD CASTILLA-LA MANCHA. Junio 99
Un foco luminoso puntual se encuentra situado en el fondo de un estanque lleno de agua de n =4/3 y a 1 metro de profundidad. Emite luz en todas la s direcciones. En la superficie del agua se forma un círculo luminoso de radio R. Explica este fenómeno y calcula el radio R del círculo luminoso (1,25 puntos).
Este problema queda claro si abrimos: http://www.phy.ntnu.edu.tw/%7Ehwang/light/flashLight.html
