Consultar ensayos de calidad
Ley de snell, superficie de las onda, ondas, indice de refraccion, reflexion de la luz
LEY DE SNELL
La ley de Snell es una fórmula simple utilizada para calcular el
angulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de
separación entre dos medios de índice de refracción
distinto. El nombre proviene de su descubridor, el matematico
holandés Willebrord Snel van Royen (1580-1626).
La ley de Snell dice que el producto del índice de refracción por
el seno del angulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz
incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios. Aunque la ley de Snell
fue formulada para explicar los fenómenos de refracción de la luz
se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una superficie de
separación entre dos medios en los que la velocidad de
propagación la onda varíe.
SUPERFICIE DE LAS ONDA
Ondas sísmicas
El romper un objeto (supongamos una regla de plastico) se produce un
chasquido u ondas sonoras que se desplazan por el aire. De igual forma cuando
arrojamos una piedra a un estanque también se producen unas ondas (en
este caso pequeñas olas) que se propagan desde donde cayó la
piedra hacia las orillas del estanque.
Algo similar ocurre con los terremotos: al romperse la roca se generan ondas
que se propagan a través de la Tierra, tanto en su interior como por su
superficie. Basicamente hay tres tipos de ondas. El primero de ellos,
llamado ondas P, consiste en la transmisión de compresiones y
rarefacciones de la roca, de forma similar a lapropagación del sonido
(figura A). El segundo tipo, u ondas S, consiste en la propagación de
ondas de cizalla, donde las partículas se mueven en dirección
perpendicular a la dirección de propagación de la
perturbación (figura B). Estos dos tipos de ondas se pueden propagar por
el interior de la Tierra.
Existe un tercer tipo de ondas, llamadas superficiales debido a que solo se
propagan por las capas mas superficiales de la Tierra, decreciendo su
amplitud con la profundidad. Dentro de este tipo de ondas se pueden diferenciar
dos modalidades, denominadas ondas Rayleigh y ondas Love en honor a los
científicos que demostraron teóricamente su existencia.
Las ondas Rayleigh se forman en la superficie de la Tierra y hacen que las
partículas se desplacen según una trayectoria elíptica
retrógrada (figura D). En cambio las ondas Love se originan en la
interfase de dos medios con propiedades mecanicas diferentes; en este
caso el movimiento de las partículas es perpendicular a la
dirección de propagación de la perturbación, similar a las
ondas S, pero solo ocurre en el plano de la superficie terrestre (figura C).
ONDAS P
Dentro de esta variedad de ondas, las P son las que se propagan con mayor
velocidad (de ahí su nombre, primarias), presentando ademas la
característica de poder propagarse por cualquier tipo de material, sea
sólido o líquido. Las ondas S viajan a una velocidad algo
menor(secundarias) y no se propagan por masas líquidas. Por
último, las ondas superficiales viajan con una velocidad menor
aún.
Debido a la diferencia en la velocidad de cada tipo de onda, cuando sentimos un
terremoto las primeras sacudidas son debidas a las ondas P, siendo las
siguientes las ondas S y por último las ondas superficiales. La
diferente velocidad de cada tipo de onda es, ademas, la propiedad que se
utiliza para determinar la localización del foco del terremoto.
Un caso especial de ondas son las que se originan cuando el foco sitúa
bajo el mar. Este caso es muy similar al ejemplo de la piedra que cae en un
estanque: se generan grandes olas, que se propagan desde el foco hacia la
costa, donde causan graves daños. Son los maremotos. Quizas el
ejemplo mas tristemente conocido sea el terremoto que se produjo en
1755, en el océano Atlantico: las olas alcanzaron la costa de
Portugal, causando gran número de víctimas. Afortunadamente este
tipo de olas son poco frecuentes, requieren que el mar sea suficientemente
profundo y el terremoto que los origina sea de gran tamaño.
INDICE DE REFRACCION
El índice de refracción es una medida que determina la
reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio
homogéneo. De forma mas precisa, el índice de
refracción es el cambio de la fase por unidad de longitud, esto es, el
número de onda en el medio () sera veces mas grande que el
número de onda en el vacío ().Lapropiedad refractiva de un
material es la propiedad mas importante de cualquier sistema
óptico que usa refracción. Es un índice inverso que indica
el grosor de los lentes según un poder dado, y el poder dispersivo de
los prismas. También es usado en la química para determinar la
pureza de los reactivos químicos y para la renderización de
materiales refractantes en los graficos 3D por computadora.
REFLEXION DE LA LUZ
Es el fenómeno en el que la luz (o cualquier onda) se devuelve hacia el
mismo medio material del que provenía al enfrentarse a la interfaz
(frontera imaginaria entre dos medios materiales de distintas
características) entre dos medios materiales distintos.
La luz al reflejarse lo hara siguiendo el principio de Fermat:'La
luz al propagarse siempre lo hara por el camino mas corto y que le lleve
menos tiempo'.A partir del principio de fermat se puede formular una ley
de reflexión de la luz:
'El angulo del rayo de luz incidente sobre la interfaz sera igual
al angulo del rayo de luz reflejado por esta, siempre medidos con
respecto a la Recta Normal a la interfaz'.
Dependiendo de las características de los medios materiales involucrados
en el proceso de reflexión, esta puede ser total o parcial, es decir,
que en algunos casos toda la luz incidente sobre la interfaz se
reflejara y en otros casos solo lo hara una parte de ella.
Tipos de Reflexión
Reflexión Especular: Es la reflexión que seproduce en aquellas
superficies planas, lisas y pulidas. En esta reflexión los rayos de luz
que inciden paralelos entre si sobre la interfaz se reflejaran todos
paralelos entre si.
Reflexión Difusa: Es la reflexión que se produce en todas
las demas superficies. En esta reflexión los rayos de luz
que inciden paralelos entre si sobre la interfaz se reflejaran en
distintas direcciones.
REFRACCION DE LA LUZ
La luz es proporcionada por el sol, invade nuestro mundo exterior y por medio
de nuestros ojos nos permite ver los objetos, personas o animales que nos
rodean. La reflexión y la refracción de la luz son
fenómenos ópticos basicos que pueden analizarse siguiendo
el trayecto de los rayos luminosos y así comprender cómo y por
qué se forman esas imagenes.
La refracción de la luz, por su parte, tiene que ver con el cambio de
dirección que soporta una onda de luz al pasar de un medio de
irradiación a otro con una consistencia óptica diferente. No
obstante, este fenómeno sólo tiene lugar si la onda tropieza en
forma oblicua sobre la superficie de los dos cuerpos en cuestión y si
sus índices de refracción son diferentes. Es el cambio de
velocidad de la onda lo que facilita el fenómeno. La desviación
de la dirección de propagación del rayo se justifica por medio de
la ley de Snell. Un ejemplo común de la refracción se puede
observar cuando se sumerge un lapiz de escribir en un vaso de agua;
allí el lapiz parece rajado
Política de privacidad
|