Primera Semana
Objetivo de la clase
- Caracterizar la propagación de la luz en diferentes tipos de medios
- Distinguir las leyes de la reflexión y la refracción de la luz
Contenidos:
- Naturaleza de la luz,
- índices de refracción,
- leyes de la reflexión y
- leyes de la refracción.
Inicio
La luz es una onda electromagnética. Cuando es emitida o absorbida también presenta propiedades de partícula. Es emitida por cargas eléctricas en aceleración. La rapidez de la luz en el vacío es una constante física fundamental.
Un frente de onda es una superficie de fase constante; los frentes de onda se desplazan con rapidez igual a la de propagación de la onda. Un rayo es una línea recta a lo largo de la dirección de propagación, perpendicular a los frentes de onda. La representación de la luz por medio de rayos es la base de la óptica geométrica.
Cuando se transmite luz de un material a otro, la frecuencia de la luz no cambia, pero la longitud de onda y la rapidez de onda pueden cambiar. El índice de refracción n de un material es la razón entre la rapidez de la luz en el vacío c y su rapidez v en el material. Si λ0 es la longitud de onda en el vacío, la misma onda tiene una longitud más corta λ en un medio con un índice de refracción n.
La variación del índice de refracción n con la longitud de onda λ se llama dispersión. Por lo general, n disminuye cuando λ aumenta.
Reflexión y Refracción
En una interfaz lisa entre dos materiales ópticos, los rayos incidente, reflejado y refractado, así como la normal a la interfaz, yacen todos en un solo plano llamado plano de incidencia. La ley de reflexión establece que los ángulos de incidencia y refracción son iguales. La ley de refracción relaciona los ángulos de incidencia y refracción con los índices de refracción de los materiales. Los ángulos de incidencia, reflexión y refracción siempre se miden con respecto a la normal a la superficie.
Reflexión interna total:
Cuando un rayo viaja en un material de índice de refracción mayor na hacia un material con menor índice nb, ocurre la reflexión interna total en la interfaz cuando el ángulo de incidencia excede el ángulo crítico θcrít.
Cierre