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1 Refracción de la luz Instrucciones: Pega la guía en tu cuaderno o copia la información de ella en tu cuaderno. Fenómenos asociados a la luz Recordemos que cuando la luz incide en la frontera de otro medio puede que parte de la luz se refleje, otra parte se transmita y refracte. Refracción de la luz La refracción es el cambio de dirección y de velocidad que experimenta la luz, al pasar a otro medio o cuando varían las condiciones del medio por el que viaja. El fenómeno de refracción, además de observarse en el agua se observa en muchos otros medios transparentes, como el vidrio y el aire los cuales son llamados refringentes Los rayos luminosos cambian de dirección al pasar de un medio refringente a otro; por ejemplo del agua al aire, o del agua al vidrio, o del vidrio al aire. Nombre estudiante: Fecha: 30 de noviembre al 11 de diciembre Nivel: 1º medio Competencia(s): Fisc2 Asignatura: Física Tarea:2 Conociendo la refracción de la luz Docentes: Gloria Quilodrán gloriaquilodran@institutoclaret.cl Elsa Fernández elsafernandez@institutoclaret.cl Educadoras PIE SofíaCazauxsofiacazaux@institutoclaret.cl Lisette Cid lisettecid@institutoclaret.cl Cristina Vargas cristinavargas@institutoclaret.cl Desempeño: Analizan la óptica geométrica para explicar la refracción de la luz. Un lápiz que entra al agua parece quebrado por la refracción de la luz. Un cuerpo sumergido parcialmente en el agua se ve hueco, como si se doblara al entrar al agua. Rayo de luz que atraviesa 3 medios refringentes. mailto:gloriaquilodran@institutoclaret.cl mailto:elsafernandez@institutoclaret.cl mailto:sofiacazaux@institutoclaret.cl mailto:lisettecid@institutoclaret.cl mailto:cristinavargas@institutoclaret.cl 2 Una parte de la luz incidente se refleja en la frontera y la otra parte se transmite al otro medio Para determinar el cambio de velocidad que sufre la luz existe el índice de refracción (n) del medio, cada sustancia tiene su propio índice refracción, que corresponde a la relación entre la velocidad de la luz en el vacío (c) y la velocidad en un medio material (vm). ÍNDICES DE REFRACCIÓN DE ALGUNAS SUSTANCIAS SUSTANCIA n HIELO 1,31 DIAMANTE 2,42 VIDRIO 1,50 VIDRIO PYREX 1,474 AIRE 1,00 BENCENO 1,501 GLICERINA 1,47 ALCOHOL ETÍLICO 1,36 AGUA 1,33 ACEITE 1,45 Ley de Snell En 1621, Willebrord Snell, descubrió que al penetrar la luz en otro medio, sufría una desviación que guardaba relación con el grado de incidencia, y también con el grado de refracción del medio. Ésta relación corresponde: n1sen θ1 = n2sen θ2 n1 = índice de refracción del medio del que procede el rayo de luz θ1 = ángulo de incidencia n2 = índice de refracción del medio en el que se refracta θ2 = ángulo de refracción El rayo refractado se acerca a la Normal, cuando el rayo incide de una superficie de menor densidad y pasa a una de mayor densidad, o sea sila luz pasa de un medio más rápido a otro más lento (por ejemplo del aire al vidrio), el ángulo de refracción es menor que el de incidencia y se cumple que: n1<n2 v1>v2θ1>θ2 El rayo refractado se aleja de la normal, cuando el rayo incide desde una superficie de mayor densidad pasando a uno de menor densidad. O sea si la luzpasa de un medio más lento a otro más rápido, (por ejemplo del diamante al agua), el ángulo de refracción es mayor que el ángulo de incidencia. Y se cumple que: n1>n2 v1<v2θ1<θ2. Por lo general cuando la luz llega a la superficie de separación entre dos medios se produce simultáneamente reflexión y refracción: Si el índice de refracción del agua es 1,33, quiere decir que la luz es 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua. n= índice de refracción, siempre mayor que 1 c= velocidad de la luz en el vacío vm= velocidad de la luz en el medio material 3 Reflexión interna total La reflexión interna total es un fenómeno que sólo ocurre cuando la luz pasa de un medio con mayor índice de refracción a uno con menor índice de refracción. Se produce cuando un rayo de luz incide con un ángulo mayor al ángulo crítico. El ángulo crítico es aquel que produce que el rayo refractado NO pase al otro medio. Esto ocurre porque el rayo refractado forma un ángulo de 90° con la Normal. El fenómeno de reflexión interna total permite que podamos canalizar la luz a través de pequeños tubos de diferentes sustancias que se denominan fibras ópticas. Las fibras ópticas se utilizan en muchos campos de la ciencia y de la tecnología. Por ejemplo: En medicina permite ver órganos internos sin intervenciones quirúrgicas complejas. En las telecomunicaciones están alcanzando unos altos niveles de utilización ya que por una fibra óptica del grosor de un cabello puede transmitirse información de audio y vídeo equivalente a 25000 voces hablando simultáneamente. Espejismos Recuerda que también se produce refracción cuando varían las condiciones del medio por el cual viaja la luz. Uno de los casos más interesantes es la conocida refracción atmosférica, que se produce porque las capas de aire están a distinta temperatura. La luz se curva de la zona de mayor temperatura hacia la zona de menor temperatura. Has visto que los días de calor las carreteras parecen mojadas delante de ti, y luego cuando llegas ahí, no hay agua 4 Refracción en situaciones cotidianas A c t i v i d a d e s I.- Completación 1) El rayo refractado se acerca a la normal, cuando viaja desde un medio de __________ a _________ índice de refracción. 2) La _______________ de la luz consiste en el cambio de ______________ y _______________ que experimenta la luz cuando pasa a otro _________ o varían las condiciones de éste. 3) El __________ de refracción es la relación entre la ______________ de la luz en el _________ y la del __________ por el cual viaja. 4) Los _______________ se producen por la _______________ de la luz. Ejemplo de ello es el efecto _____________ de las carreteras en verano. 5) El _______________, también es un ejemplo de la ______________ de la luz. 6) Un pez en el ________ se ve más ___________ de donde en realidad está, por la _________________ de la luz. 7) El ______ en el horizonte se ve más ________ de donde está por la ______________ de la luz 8) Un ejemplo de medio refringente es el ____________. 9) En el agua la luz viaja más _________ que en el aire. 10) El endoscopio de basa en la __________________________ de la luz. La forma del Sol se distorsiona debido a la refracción diferencial. Debido a la refracción atmosférica, cuando el Sol está cerca del horizonte, parece que está más alto en el cielo. La luz procedente del cielo incrementa su rapidez en el aire cerca del asfalto, porque el aire es más caliente y menos denso que el que está arriba. Cuando la luz roza la superficie y se desvía hacia arriba, el observador ve un espejismo. Debido a la refracción, un objeto sumergido parece estar más cerca de la superficie de lo que realmente está.
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