Explorando la Refracción y Reflexión de la Luz: Principios y Aplicaciones

Fundamentos de la Óptica: Refracción y Reflexión de la Luz

Se define el índice de refracción de un medio como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en ese medio. n = c/v.

Leyes de la Reflexión de la Luz

Al llegar los rayos de luz a las superficies reflectantes sufren un rebote que sigue las siguientes leyes:

1. El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están en el mismo plano.
2. El ángulo de incidencia i y el de reflexión r son iguales y están a distinto lado de la normal: î = r.

Leyes de la Refracción de la Luz

Al pasar la luz de un medio transparente a otro diferente, la velocidad de la luz cambia y eso provoca que los rayos luminosos cambien de dirección. Es el fenómeno conocido como refracción de la luz, cuyas leyes son:

1. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado están en el mismo plano.
2. La relación entre los senos de los ángulos de incidencia y de refracción es una relación constante e igual al cociente entre la velocidad con que se propaga la luz en el primer medio y la velocidad con que se propaga en el segundo medio.

Reflexión Total Interna

Es un fenómeno que se aprovecha para la conducción del rayo luminoso en los filamentos de vidrio o de plástico transparente que constituyen la fibra óptica. El filamento interior o núcleo de la fibra está recubierto por una sustancia de índice de refracción menor que la del revestimiento, lo que hace posible la reflexión total. El rayo de luz, que entra por un extremo, sufre la reflexión total en la pared interior del filamento, una y otra vez, desde que entra por un extremo hasta que sale por el otro.

Ángulo Límite

El ángulo de incidencia que nos da un valor del ángulo de refracción de 90º se llama ángulo límite y toma el valor 48.6º para la superficie de separación agua-aire.

Foco Imagen

Es el punto en que convergen todos los rayos, o sus prolongaciones, que llegan paralelos al eje óptico tras atravesar el sistema óptico.

Foco Objeto

Es el punto tal que todos los rayos que pasan por él o sus prolongaciones tras pasar por el sistema óptico salen paralelos al eje óptico.

Distancia Focal Objeto

Es la distancia entre el foco objeto y el centro óptico del sistema.

Distancia Focal Imagen

Es la distancia entre el foco imagen y el centro óptico del sistema.

Funcionamiento de una Lupa

La lupa es una lente convergente de pequeña distancia focal que se interpone entre el ojo y el objeto que se desea observar para aumentar el tamaño de la imagen formada en la retina. Cuando se coloca el objeto entre el foco y el centro óptico da una imagen virtual derecha y mayor que la original, pero el aumento no es muy grande.

La Lente Esférica

Es el sistema compuesto más sencillo, formado por dos superficies dióptricas esféricas, aunque una puede ser plana. Las lentes pueden ser convergentes y divergentes.

Lentes Convergentes

Son más gruesas por el centro y estrechas por los bordes. Juntan los rayos paralelos al eje principal.

Lentes Divergentes

Son más gruesas por los bordes que por el centro. Separan los rayos paralelos al eje principal.