Refracción de la Luz y Lentes: Funcionamiento y Principios

Refracción de la Luz

La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos de luz cuando atraviesan una superficie de separación de dos medios de densidad diferente.

Elementos de la Refracción

• Rayo incidente: Rayo de luz que llega a la superficie por el medio 1.
• Rayo refractado: Rayo de luz que ha atravesado la superficie y se mueve por el medio 2.
• Normal: Línea recta imaginaria perpendicular a la superficie en el punto de incidencia.
• Ángulo de incidencia: Ángulo formado entre el rayo incidente y la normal.
• Ángulo de refracción: Ángulo formado por el rayo refractado y la normal.

En la refracción de la luz se cumplen las siguientes condiciones:

• Cuando la luz pasa de un medio menos denso (aire) a otro más denso (agua), el rayo refractado se acerca a la normal.
• Cuando la luz pasa de un medio más denso (agua) a otro menos denso (aire), el rayo refractado se aleja de la normal.

Índice de Refracción

El índice de refracción es la magnitud física que mide la relación entre la velocidad de la luz en un medio determinado y su valor al aire o al vacío. Se representa con la letra n y se calcula con la ecuación: n = c / v, donde n es el índice de refracción, c es la velocidad de la luz en el vacío (300,000 km/s) y v es la velocidad de la luz en el medio.

Ley de Snell

La Ley de Snell describe la relación entre los ángulos de incidencia y refracción, y los índices de refracción de los dos medios.

Lentes

Las lentes son sustancias transparentes limitadas por dos superficies, una de las cuales debe ser esférica. Producen imágenes gracias a la refracción de la luz.

Tipos de Lentes

• Lentes convergentes: La parte central de la lente es más ancha que los extremos. Pueden ser biconvexas, planoconvexas o concavoconvexas.
• Lentes divergentes: Los extremos de la lente son más anchos que la parte central. Pueden ser bicóncavas, planocóncavas o convexocóncavas.

Elementos Ópticos de una Lente

• Centro óptico: Es el centro geométrico de la lente.
• Centros de curvatura: Centros de las esferas que originan la lente.
• Eje principal: Recta que pasa por los centros de curvatura y por el centro óptico.
• Foco: Punto del eje principal donde concurren todos los rayos incidentes paralelos al eje principal.

Formación de Imágenes

Para obtener imágenes de un objeto con una lente convergente se utilizan estos rayos:

• Rayo paralelo al eje principal que, al refractarse, pasa por el foco principal.
• Rayo que pasa por el centro óptico y no se desvía de dirección.