Índice de Refracción y Ley de Snell

Study Notes

Índice de Refracción

La velocidad de la luz en un material es diferente a la velocidad de la luz en el vacío.
El índice de refracción (n) se calcula dividiendo la velocidad de la luz en el vacío (c) por la velocidad de la luz en un material específico (v), n=c/v
El índice de refracción no tiene unidades, su valor mínimo es 1 y corresponde al vacío.
El índice de refracción varía con la longitud de onda de la luz.
El índice de refracción para el agua es 1.33 a 20°C.
El diamante tiene un índice de refracción de 2.417.

La Ley de Refracción de Snell

Explica el cambio de dirección de la luz cuando pasa de un medio a otro.
La ley de Snell dice n_1 sinθ_1=n_2 sinθ_2
El proceso es reversible, la luz sigue la misma ruta al moverse en sentido contrario.

El Ángulo Crítico y la Reflexión Total Interna (RTI)

Cuando la luz pasa de un medio a otro con un índice de refracción más bajo, el ángulo de incidencia aumenta provocando un aumento en el ángulo de refracción.
El ángulo crítico se calcula con la ecuación: n_1 sinθ_1=n_2 sin〖90〗^∘
El ángulo de incidencia en el ángulo crítico es tan grande que el ángulo de refracción alcanza los 90°.
En el ángulo crítico, el rayo refractado se desplaza a lo largo de la superficie.
El ángulo crítico se puede calcular con la ecuación: θ_c=sin^(−1)⁡[n_2/n_1 ]
Sólo los valores positivos del dominio de la ecuación aplican al índice de refracción, que siempre es mayor que uno.

Reflexión Total Interna

La Reflexión Total Interna es un fenómeno donde la luz se refleja completamente dentro de un medio, sin penetrar en el otro.
Ocurre cuando la luz viaja de un medio con un índice de refracción más alto (n1) a uno con un índice más bajo (n2).
La condición esencial es que el ángulo de incidencia (θi) sea mayor que el ángulo crítico (θc).
El ángulo crítico se calcula con la fórmula: θc = arcsin(n2 / n1).
Ejemplos comunes: luz pasando de agua a aire, o de vidrio a aire.
La Reflexión Total Interna es la base para tecnologías como las fibras ópticas, ya que permite la transmisión de luz sin pérdida de señal.
Se aplica en endoscopia y sistemas de comunicación óptica.

Description

Este cuestionario aborda el concepto de índice de refracción y la ley de Snell. Explora cómo la luz se comporta al pasar de un medio a otro y cómo se calcula el índice de refracción. También se discuten el ángulo crítico y la reflexión total interna, que son fundamentales en la óptica.