Propiedades de las Ondas Electromagnéticas y Fenómenos de la Luz

Naturaleza de las Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son transversales, ya que las fluctuaciones de los campos eléctrico y magnético se producen en dirección perpendicular a la de propagación. Las ondas electromagnéticas, a diferencia de las ondas mecánicas, no requieren un medio material para propagarse. La velocidad con que se propaga la luz depende de las características del medio. En el vacío es de aproximadamente 3·10⁸ m/s. Cada medio material está caracterizado por un número que llamamos índice de refracción.

Índice de refracción: Es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en dicho medio.

Fenómenos Luminosos

Cuando la luz se propaga en un medio y llega a la superficie de separación de otro medio distinto, puede experimentar ciertos fenómenos luminosos como la reflexión, la refracción y la dispersión.

• Reflexión: Cambio de dirección que experimenta un rayo de luz tras incidir en la superficie de separación de dos medios distintos y seguir propagándose por el inicial.
• Refracción: Cambio de dirección que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un medio a otro.

Elementos de estos fenómenos

• Rayo incidente: Rayo que llega a la superficie de separación de dos medios.
• Normal: Línea imaginaria perpendicular a la superficie de separación de dos medios.
• Ángulo de incidencia: El que forman el rayo incidente y la normal.
• Rayo reflejado: El que sale de la superficie después de la reflexión.
• Ángulo de reflexión: El que forman el rayo reflejado y la normal.
• Rayo refractado: El que sale de la superficie después de la refracción.
• Ángulo de refracción: El que forman el rayo refractado y la normal.

Leyes de la Óptica Geométrica

Leyes de Reflexión

• Primera ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están situados en el mismo plano.
• Segunda ley: El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.

Leyes de Refracción

• Primera ley: El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están situados en el mismo plano.
• Segunda ley: La razón entre los senos de los ángulos de incidencia y refracción es una constante igual al cociente entre las velocidades de la luz en los dos medios de propagación. Es la conocida ley de Snell.

Reflexión Total

Cuando la luz pasa de un medio más denso a otro menos denso, el rayo refractado se aleja de la normal. Entonces, puede ocurrir que se aleje tanto que no se refracte nada y, en este caso, la luz queda atrapada en este medio. El ángulo incidente mínimo con que ocurre esta reflexión total se llama ángulo límite. El funcionamiento de las fibras ópticas se basa en este fenómeno.