Acerca de este experimento
Dirige un rayo de luz hacia la interfaz entre dos materiales transparentes. Ajusta el ángulo y los índices de refracción para comparar la reflexión, la refracción y la reflexión interna total. Ambos ángulos se miden con respecto a la normal, la línea perpendicular a la interfaz. El ancho de los rayos indica esquemáticamente la potencia, mientras que los valores numéricos muestran las fracciones calculadas.
Objetivos de aprendizaje
- Aplica la ley de la reflexión y la ley de Snell en una interfaz plana
- Predice si el rayo transmitido se desvía hacia la normal o se aleja de ella
- Identifica el ángulo crítico y las condiciones para la reflexión interna total
Cómo usarlo
- 1Coloca aire sobre vidrio y aumenta el ángulo de incidencia. Compara los ángulos de incidencia y de refracción.
- 2Intercambia los medios. Observa cómo el rayo refractado se aleja de la normal.
- 3Elige el ajuste preestablecido de reflexión interna total y, después, reduce el ángulo por debajo del ángulo crítico.
- 4Iguala ambos índices de refracción. Comprueba la dirección del rayo y la potencia reflejada.
El modelo
Supuestos
- Ambos medios son homogéneos, isotrópicos, no magnéticos y transparentes, sin absorción.
- La interfaz es plana y mucho mayor que la longitud de onda. Se ignoran la difracción y la rugosidad superficial.
- Los índices de refracción son reales e independientes de la longitud de onda. Las fracciones de potencia de Fresnel suponen luz no polarizada.
Pruébalo en clase
- Q1¿Por qué no existe un ángulo crítico cuando la luz viaja del aire al vidrio?
- Q2Para un vidrio con índice 1,50 hacia el aire, estima el ángulo crítico y comprueba tu estimación.
- Q3En incidencia normal, ¿un ángulo de refracción igual a cero implica una potencia reflejada igual a cero?
Preguntas frecuentes
¿Por qué permanece el rayo reflejado cuando hay refracción?
En una interfaz entre índices de refracción diferentes, por lo general, una parte de la potencia incidente se refleja y otra parte se transmite. Las ecuaciones de Fresnel determinan esas fracciones.
¿Qué ocurre exactamente en el ángulo crítico?
La dirección límite transmitida discurre a lo largo de la interfaz y forma un ángulo de 90 grados con la normal. En una frontera sin pérdidas, la potencia transmitida normal a la interfaz tiende a cero. Por encima del ángulo crítico, en este modelo no hay ningún rayo transmitido que se propague.