Refracción de ondas
En los medios elásticos y homogéneos, las ondas se propagan en línea recta. Ahora bien, la dirección de desplazamiento de los movimientos ondulatorios se modifica cuando la onda llega a la frontera de separación entre dos medios diferentes. En estos casos se producen los conocidos efectos de reflexión, refracción y dispersión de ondas.
Las ondas al llegar a la superficie de separación de dos medios puede ser reflejada o transmitida (refractada o difractada).
La reflexión puede ser parcial o total. Además puede producirse con cambio de fase o no dependiendo de la rigidez de la superficie de separación.
Las ondas transmitidas pueden ser refractadas o difractadas:
Refracción: se da cuando la onda pasa de un medio a otro y se producen cambios en la velocidad y en la dirección de propagación.
Difracción: se produce cuando la onda "choca" contra un obstáculo o penetra por una agujero. La mayor difracción se produce cuando el tamaño del agujero o del obstáculo son parecidos a la longitud de onda de la onda incidente.
Estas propiedades de las ondas sirven para todas las ondas; desde las electromagnéticas (como la luz, o las ondas de radio o los rayos X) hasta las ondas de presión (sonoras) o las ondas en el agua o las producidas por los terremotos.
Reflexión y transmisión de la luz
Cuando una onda incide sobre la superficie de separación entre dos medios diferentes, una parte de su energía se transmite al segundo medio en forma de una onda transmitida de características similares a la incidente, mientras que otra parte de la energía incidente rebota en dicha superficie y se propaga hacia atrás, al primer medio, para constituir una onda reflejada. Este fenómeno de reflexión y transmisión de perturbaciones oscilatorias es comun tanto a las ondas mecánicas como a la luz y otras ondas electromagnéticas.
Las frecuencias de las ondas incidente, transmitida y reflejada son iguales. En cambio, la longitud de onda de la onda transmitida lT difiere de la incidente lI en una relación que depende de sus índices de refracción respectivos:
La fracción de energía del haz luminoso que se transmite al segundo medio depende del tipo de superficie de separación, de la dirección de incidencia sobre la misma, del campo eléctrico asociado al haz y de los índices de refracción de los dos medios. Así, en el paso del aire al vidrio se transmite aproximadamente un 96% de la energía incidente, mientras que cuando el segundo medio tiene una superficie de separación pulida y reflectante (por ejemplo, un espejo), se refleja prácticamente toda la energía y apenas existe transmisión.
Una onda que llega a la frontera entre dos medios en parte se refleja al primer medio y en parte se transmite al segundo (normalmente refractada, con otra dirección de propagación).
Leyes de la reflexión
En un estudio simplificado del fenómeno de la reflexión de ondas en la superficie de separación entre dos medios se pueden definir dos leyes básicas:
1. Cada rayo de la onda incidente y el rayo correspondiente de la onda reflejada están contenidos en un mismo plano, que es perpendicular a la superficie de separación entre los dos medios en el punto de incidencia.
2. El ángulo que forman el rayo incidente y el rayo reflejado con la recta perpendicular a la frontera son iguales. Estos ángulos se conocen, respectivamente, como ángulo de incidencia y ángulo de reflexión. Es decir:
Los rayos incidente y reflejado se encuentran en el mismo plano, que es perpendicular al de incidencia, y forman un mismo ángulo con la normal en el punto de incidencia.
Refracción de la luz
La flexión de los rayos luminosos cuando atraviesan una superficie de separación entre dos medios se conoce con el nombre de refracción. En términos simples, el fenómeno de la refracción se rige por dos leyes principales:
Los rayos incidente y refractado están situados en un mismo plano, que es perpendicular al de la superficie de separación entre los medios. Los ángulos que determinan la dirección de propagación guardan entre sí una relación regida por la ley de Snell.
Reflexión total y ángulo límite
Según se desprende de la ley de Snell, cuando un haz luminoso pasa de un medio a otro, se acerca a la normal si el índice de refracción del segundo medio es mayor que el del primero, y se aleja de ella en caso contrario. Así, si n1 > n2 , es posible incrementar progresivamente el ángulo de incidencia hasta que se obtenga un ángulo de refracción igual a 90º. Entonces, la ley de Snell se puede expresar como:
Donde aL es el ángulo de incidencia, en este caso llamado ángulo limite, para el que el ángulo de refracción es 90o. Por encima del ángulo limite, toda la energía del haz luminoso incidente se refleja en un fenómeno conocido como reflexión total. Este efecto se emplea en diversos dispositivos prácticos, como los prismáticos binoculares, aunque alcanza una utilidad particularmente interesante en el caso de la fibra óptica.
Opinión
El tema que nos toco analizar, fue muy interesante, ya que aprendí algo nuevo que antes se me hacia un poco insignificante pero ahora ya sé lo que es, bueno para mí, refracción es cuando una onda pasa de un medio y se producen cambios en la velocidad, en cambio la difracción es cuando la onda choca contra algo cabe mencionar que una onda mecánica es cualquier onda que viaja por un medio. En lo personal, para mí el tema que anteriormente se investigo,y se analizo fue muy agradable ya que los resultados fueron muy óptimos por qué se pudieron comprender bien
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