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Índice de refracción. Reflexión y refracción de la luz - Contenido educativo

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Subido el 17 de octubre de 2020 por Àngel Manuel G.

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En este vídeo estudiamos la reflexión y la refracción de un rayo de luz al cambiar de medio, y definimos el concepto de índice de refracción

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En este vídeo vamos a hablar sobre el índice de refracción y sobre las leyes de reflexión y refracción de la luz. 00:00:05

Para esto tendremos un cambio de medio, por aquí pasamos, por ejemplo, aquí pasamos del aire al agua y tendremos luz que va a pasar de medio. 00:00:12

Tendremos un rayo de luz que llega a este cambio de medio y nos vamos a fijar en la línea normal al cambio de medio 00:00:22

y en los ángulos que forman los rayos con esta normal. 00:00:30

A este ángulo de aquí, como es el rayo de la luz incidente, le vamos a llamar ángulo de incidencia. 00:00:37

Este rayo va a sufrir dos efectos, la reflexión y la refracción. 00:00:44

La reflexión saldrá por el mismo medio hacia el otro lado 00:00:48

y le vamos a llamar con la R mayúscula de reflexión. 00:00:53

mientras que la refracción cambiará hacia el otro medio 00:00:58

y si tendría que seguir por aquí pues se nos va a desviar 00:01:02

y este ángulo de aquí le vamos a llamar con la r minúscula de refracción 00:01:07

las leyes que rigen estos fenómenos son las siguientes 00:01:14

En primer lugar, los tres rayos se encuentran en el mismo plano. 00:01:18

¿Esto qué significa? Que si sabemos cuál es el plano en el que se encuentran el rayo incidente y el rayo reflejado, 00:01:37

no puede ocurrir que el rayo refractado, por ejemplo, saliese del plano de la pizarra o entrase hacia adentro. 00:01:49

La segunda ley nos dice que el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son idénticos. 00:01:54

Esto significa simplemente que este ángulo de aquí y este van a ser los mismos. 00:02:07

Por último vamos a tratar qué le pasa al rayo refractado, pero para eso vamos a tener que estudiar el índice de refracción. 00:02:13

Índice de refracción. 00:02:25

El índice de refracción, que lo nombramos con la letra n, por ejemplo tendríamos n1 en el aire y n2 en el agua, 00:02:30

se basa en la propiedad de que la velocidad de la luz es una constante en el vacío. 00:02:46

La velocidad de la luz, que le llamamos c, es una constante si es en el vacío. 00:02:51

Pero en todos los medios nos va a cambiar. 00:03:06

entonces, claro, trabajar con 3 por 10 elevado a 8 00:03:09

que es un número muy grande, es un poco incómodo 00:03:12

por eso nos definimos el índice de refracción 00:03:15

n de un medio, por ejemplo n1 00:03:17

como la velocidad de la luz en el vacío 00:03:21

dividido, vamos a poner aquí vacío 00:03:25

dividido entre la velocidad de la luz en ese medio 00:03:28

esto es característico de cada material 00:03:32

y como la velocidad de la luz es la más rápida que existe 00:03:37

siempre va a ser mayor o igual que 1 00:03:40

en concreto en el vacío pues será 1 00:03:44

el del vacío como es la misma velocidad es 1 00:03:46

en el aire es casi casi 1 00:03:53

y de hecho se considera siempre 1 00:03:59

y en el agua por ejemplo es 1,33 00:04:03

dependiendo del agua, pero la habitual es esta 00:04:09

sabiendo el índice de refracción 00:04:14

nos podemos definir ahora la ley de Snell 00:04:17

o de la refracción de la luz 00:04:23

y esta nos dice que el índice de refracción 00:04:34

del medio por el que incide la luz 00:04:41

multiplicado por el seno del ángulo de incidencia va a ser igual al índice de refracción del medio que se refracta por el seno del ángulo de refracción. 00:04:43

Podemos observar en esta ecuación que si n1 es más pequeño que n2 00:04:57

entonces tendremos un rayo más vertical 00:05:06

Es decir, este ángulo r va a ser más pequeño que el ángulo y 00:05:10

y es el dibujo que tenemos arriba 00:05:19

Si el rayo viene desde fuera, desde el aire, que tiene un índice más pequeño 00:05:21

se nos acerca hacia la normal 00:05:25

si tenemos uno en el que N1 es mayor que N2 00:05:28

entonces el rayo es más horizontal 00:05:34

sería el caso de que este rayo viniese por aquí y desviase hacia acá 00:05:40

y estas son las leyes de la reflexión y la refracción de la luz 00:05:48

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