Reflexión y Refracción PDF

ONDAS Y CALOR
Sesión 14
Reflexión y refracción
de la luz
Al finalizar la sesión el estudiante:

Analiza el fenómeno de la luz y determina variables de
reflexión y refracción en diferentes en situaciones problemas
Logro:
Al finalizar la sesión el estudiante:

• Aplica adecuadamente la ley de Snell de la
refracción de la luz en distintos medios y
situaciones de la vida cotidiana.
Actividad inicial:
Observe el video sobre “algunas aplicaciones de la

luz” y responda a la pregunta:
https://www.youtube.com/watch?v=qP6Ql1OM5gA
1. Actualmente, ¿en qué campos o aspectos de

nuestra vida cotidiana se viene haciendo uso de la
luz láser?
Fenómeno de reflexión y refracción
de la luz
Definiciones previas
Óptica
Ciencia física que estudia la naturaleza de la luz, sus fuentes de
producción, su propagación y los fenómenos que experimenta y
produce la luz. Se divide en Geométrica y Física.
Naturaleza de la luz
• Teoría antigua. La luz sale del ojo del observador
• Teoría corpuscular. Corpúsculos de cuerpos luminosos
• Teoría ondulatoria. La luz formada por ondas.
• Teoría electromagnética. La luz onda electromagnética
• Teoría cuántica. Naturaleza dual de la luz explicada por la
teoría ondulatoria y la teoría corpuscular.
FOTOMETRÍA
Definición
Es la rama de la óptica que estudia las mediciones prácticas y
geométricas de la luz.
Velocidad y propagación de la luz

La luz en un medio homogéneo y de densidad constante se
propaga en línea recta y a velocidad constante. En el vacío se
desplaza a la velocidad de 300000 km/s.
Reflexión de la luz
Definición
Fenómeno que consiste en el cambio de dirección que
experimentan los rayos luminosos al incidir en una superficie
reflectante.
Elementos de la reflexión - Ley de reflexión
• Rayo incidente
• Rayo reflejado
• Normal
• Ángulo de incidencia
• Ángulo de reflexión
 Reflexión en superficies rugosas: reflexión difusa

 Reflexión en superficies suaves o lisas: reflexión especular es
independiente del color ( frecuencia)
1. El ángulo de reflexión es igual al de incidencia.

2. El rayo reflejado, la normal y el incidente están en el
mismo plano.
Refracción de la luz
 Cuando la luz pasa de un medio a otro

se refracta debido a que su rapidez
promedio es diferente en los dos
medios.
 El índice de refracción n es
adimensional y mayor o igual que la
unidad, se define por:
𝒓𝒂𝒑𝒊𝒅𝒆𝒛 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒍𝒖𝒛 𝒆𝒏 𝒆𝒍 𝒗𝒂𝒄í𝒐

𝒏 =
𝒓𝒂𝒑𝒊𝒅𝒆𝒛 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒍𝒖𝒛 𝒆𝒏 𝒆𝒍 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐
𝒄
∴ 𝒏=
𝒗
Ley de Snell
 Cuando un rayo de luz incide oblicuamente sobre una
frontera entre dos medios transparentes, parte del rayo se
refleja, y la otra parte entra en el segundo medio, se refracta.
 El rayo incidente, el reflejado y el refractado están en un

mismo plano. El ángulo de refracción 𝜽𝟐 depende de las
propiedades de los medios y del ángulo de incidencia:
𝒔𝒆𝒏 𝜽𝟐 𝒗𝟐
=
𝒔𝒆𝒏 𝜽𝟏 𝒗𝟏
 La ley de Snell en su forma convencional en función de los

índices de refracción es:
𝒏𝟏 𝒔𝒆𝒏 𝜽𝟏 = 𝒏𝟐 𝒔𝒆𝒏 𝜽𝟐
Reflexión total interna
Reflexión total interna
Aire
n2  sen 90 n2
senC  
n1 n1
C  ángulo crítico
Agua
Aplicación tecnológica de la
reflexión total interna
La aplicación mas relevante del fenómeno estudiado es la fibra óptica,

que sucede cuando internamente se producen múltiples reflexiones
internas.
Ejemplo 1
1. La figura muestra dos espejos planos, que forman un

ángulo de 60° entre sí, y la trayectoria de un rayo de luz
que se refleja en los espejos. Calcule el valor del ángulo 𝜃.
Ejemplo 2
2. Un haz de luz incide desde el interior de un medio con

índice de refracción 𝑛1 = 1,45 a la superficie que separa
el medio con el vacío (𝑛2 = 1). Calcule el ángulo crítico
para el cual se produce la reflexión total.
Actividad grupal
Ejemplo 1:
Un haz láser incide con un ángulo de 30,0° respecto a la
vertical sobre una solución de jarabe de maíz en agua. Si el haz
se refracta a 19,24° respecto de la vertical. ¿Cuál es el índice
de refracción de la solución de jarabe?
Ejercicio 2:
Una lámina de vidrio con índice de refracción 1,50 se sumerge
en agua cuyo índice de refracción es 1,33. La luz incide desde
el agua en el vidrio. Determine:
a) el ángulo de refracción para dicho fenómeno si el ángulo
de incidencia es 45,0°.
b) el ángulo crítico
Conclusiones
 ….…………………..
 ……………………….
 ………………………
Fuentes de información
 Burbano, S., Burbano, E. & Gracia, C. (2013). Física General. Madrid :
Ediciones Tébar, S.L.
 Hugh, Y. & Freedman, R. (2013). Física universitaria, vol. 1. Sears

Zemansky. Decimotercera edición (Trad. por A. Enríquez). México,
D.F.: Pearson Educación
 Serway, R. & Jewett, J. (2014). Física Para Ciencias e Ingeniería. Vol.

1. Novena edición (Trad. por A. García). México D.F.: Cengage
Learning.
 Tipler, P. & Mosca, G. (2010). Física para la Ciencia y la Tecnología.

Vol. 2. Sexta edición (Trad. por J. Casas-Vázquez). Barcelona: Reverté
S.A.

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1. Actualmente, ¿en qué campos o aspectos de

Velocidad y propagación de la luz

 Reflexión en superficies rugosas: reflexión difusa

1. El ángulo de reflexión es igual al de incidencia.

 Cuando la luz pasa de un medio a otro

𝒓𝒂𝒑𝒊𝒅𝒆𝒛 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒍𝒖𝒛 𝒆𝒏 𝒆𝒍 𝒗𝒂𝒄í𝒐

 El rayo incidente, el reflejado y el refractado están en un

 La ley de Snell en su forma convencional en función de los

La aplicación mas relevante del fenómeno estudiado es la fibra óptica,

1. La figura muestra dos espejos planos, que forman un

2. Un haz de luz incide desde el interior de un medio con

 Hugh, Y. & Freedman, R. (2013). Física universitaria, vol. 1. Sears

 Serway, R. & Jewett, J. (2014). Física Para Ciencias e Ingeniería. Vol.

 Tipler, P. & Mosca, G. (2010). Física para la Ciencia y la Tecnología.

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