REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ
27
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ Cuando la luz llega a la superficie de separación de dos medios dieléctricos, en parte se refleja y en parte se re- fracta. A continuación analizaremos estos dos fenómenos.
description
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ. Cuando la luz llega a la superficie de separación de dos. medios dieléctricos, en parte se refleja y en parte se re-. fracta. A continuación analizaremos estos dos fenómenos. REFLEXIÓN DE LA LUZ. La reflexión se produce cuando la luz llega a la superficie. - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZREFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ
Cuando la luz llega a la superficie de separación de dosmedios dieléctricos, en parte se refleja y en parte se re-fracta. A continuación analizaremos estos dos fenómenos.
REFLEXIÓN DE LA LUZ REFLEXIÓN DE LA LUZ La reflexión se produce cuando la luz llega a la superficiede separación y ‘rebota’ en ella, volviendo al primer medio.La velocidad de propagación no cambia.
Si la superficie está sufi-cientemente bien pulida(por ejemplo, un espejo)se produce una REFLE-XIÓN ESPECULAR.
* ÁNGULO DE INCIDENCIA= ÁNGULO DE REFLEXIÓN* LOS DOS RAYOS ESTÁN EN EL MISMO PLANO
REFLEXIÓN DE LA LUZ REFLEXIÓN DE LA LUZ La reflexión se produce cuando la luz llega a la superficiede separación y ‘rebota’ en ella, volviendo al primer medio.La velocidad de propagación no cambia.
Si la superfície es rugosa,se produce una REFLE-XIÓN DIFUSA: los rayossalen reflejados en todasdirecciones. La ley de la reflexión sigue siendo vá-lida, pero hay distintosángulos de incidencia.
REFLEXIÓN DE LA LUZ REFLEXIÓN DE LA LUZ
REFLEXIÓN ESPECULAR Y DIFUSA. En esta imagen, se proyecta luz sobre una pantalla blanca que tiene un espejo. La pantalla envía más luz a la cámara que el propio espejo.
REFRACCIÓN DE LA LUZ REFRACCIÓN DE LA LUZ La reflexión se produce cuando la luz llega a la superficie de separación y entra en el segundo medio. Al cambiar de medio se produce un cambio de velocidad y el haz de luz se desvía de su trayectoria original
¿Qué relación hay entre los ángulos de incidencia y refracción?
REFRACCIÓN DE LA LUZ REFRACCIÓN DE LA LUZ Haciendo incidir un rayo de luz desde aire hacia agua se obtienen los siguientes resultados ....
n1 sin (i) = n2 sin (r)
REFRACCIÓN DE LA LUZ REFRACCIÓN DE LA LUZ
n1 < n2
i > r
i’ < r’
n1 sin (i) = n2 sin (r)
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZREFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ
¿De qué forma varía el porcen-taje de energía reflejada?¿De qué depende el coeficiente de reflexión?
Problema complejo:* polarización* índices de refracción* ángulo de incidencia* ......
Analicemos primero la depen-dencia con el ángulo i.
Supondremos que n1 > n2
En incidencia normal la
mayor parte del haz se
refracta, pasando al se-
gundo medio.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Coeficiente de refracción
mayor que el de reflexión
Inicialmente., a medida que aumentamos el ángulo de incidencia, la fracción de luz que pasa al segundo medio aumenta.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El coeficiente de refrac-ción aumenta y el de reflexión disminuye
Siguiendo la tendencia inicial., a medida que aumentamos el ángulo de incidencia, la fracción de luz que pasa al segundo medio aumenta.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El coeficiente de refrac-ción continua aumentan-do y el de reflexión disminuyendo
A partir de un valor del ángulo de incidencia, la tendencia se invierte.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El coeficiente de refrac-ción ha pasado por un máximo y el coeficiente de REFLEXIÓN POR UN MÍNIMO (que puede ser cero, según sea la polarización de la luz)
Aumentando aún más el ángulo de incidencia, la fracción de energía que se refleja tiende a aumentar.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Los coeficientes de refracción y reflexión llegan a igualarse
Para ángulos mayores, la mayor parte de la ener-gía se refleja en la super-ficie de separación de los dos medios.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El coeficiente de refle-xión se hace mayor que el de refracción
Para ángulos mayores, continúa la tendencia y prácticamente toda la energia se refleja.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El coeficiente de refle-xión se hace continua creciendo, a expensas del de refracción
Para un cierto ángulo (ÁNGULO LÍMITE) toda la energía se refleja en la superfície, no se transmite luz al segundo medio.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
El coef. de reflexión es máximo (=1) y el de refracción, mínimo (=0)
n1 sin (i) = n2 sin (r) n1 > n2
n1 sin (iL) = n2 sin (90°)
sin (iL) = n2/n1
aire n1=1vidrio n2=1.5
Para ángulos de inciden-cia superiores al ángulo límite, continúa produ-ciéndose reflexión total.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iL=41.8°
n1 sin (iL) = n2 sin (90°)
sin (iL) = n2/n1
aire n1=1vidrio n2=1.5
Para ángulos de inciden-cia superiores al ángulo límite, continúa produ-ciéndose reflexión total.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iL=41.8°
La reflexión total es la base de la FIBRA ÓPTICA
REFLEXIÓN TOTAL DE LA LUZ REFLEXIÓN TOTAL DE LA LUZ
La determinación del ángulo límite es uno de los métodos más rápidos (y precisos) para determinar el índice de refracción de una sustancia. En la figura puede observarse un REFRACTÓMETRO DE ABBE.
REFLEXIÓN TOTAL DE LA LUZ REFLEXIÓN TOTAL DE LA LUZ
Otra de las aplicaciones de la reflexión total de la luz es la que se utiliza en la FIBRA ÓPTICA
FIBRAS ÓPTICAS FIBRAS ÓPTICAS
Una fibra óptica está formada por un cable transparente llamado CORE que tiene un recubrimiento con un material de MENOR ÍNDICE de refracción, llamado CLADDING
FIBRAS ÓPTICAS FIBRAS ÓPTICAS
Cuando un rayo de luz incide con un ángulo muy grande, la energía se transmite de forma poco eficiente, debido a que una parte importante pasa al recubrimiento.
FIBRAS ÓPTICAS FIBRAS ÓPTICAS
Pero los rayos que inciden con un ángulo pequeño (relaciona-do con la APERTURA NUMÉRICA de la fibra), llegaran al cladding con un ángulo superior al ángulo límite y se refleja-rán sin pérdidas energéticas, saliendo por el otro extremo.
DIFUSIÓN DE LA LUZDIFUSIÓN DE LA LUZCuando la luz se propaga por un medio material, interacciona con él. Los dos fenómenos más importantes son la absorción y la difusión. De momento nos centraremos en el estudio de la difusión de la luz. La absorción será objeto de estudio detalla-do más adelante.
DISFUSIÓN DE LA LUZDISFUSIÓN DE LA LUZLos haces luminosos son invisibles, aquí vemos la fuente luminosa y la reflexión sobre una pantalla, pero nada entre la fuente y el blanco.
DIFUSIÓN DE LA LUZDIFUSIÓN DE LA LUZSi se introducen partículas finas en el aire, el haz luminoso se muestra claramente, como resultado de la difusión de la luz en los ‘centros difusores’.
DIFUSIÓN DE LA LUZDIFUSIÓN DE LA LUZ¿De qué parámtros depende la difusión de la luz?
* Tamaño de las partículas
* Longitud de onda de la luz (mayor en el azul)
