Imágenes formadas por refracción

Análisis del fenómeno óptico

1. ESPE- Latacunga NOMBRE DEL DOCENTE: Ing. Proaño Molina Diego Msc . NOMBRE DEL ALUMNO: Ronald Medranda Física II UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS IMÁGENES FORMADAS POR REFRACCIÓN

2. Originalmente se describió a la luz como partículas que eran emitidas por los objetos , o emanadas por nuestros ojos. Durante el siglo 19, a partir de los trabajos de Maxwell y Hertz en electromagnetismo, se propuso y adoptó el modelo de onda de luz. Se propuso que ésta es una onda electromagnética. Esta teoría también explicaba ciertos fenómenos, pero no todos. Finalmente se descubrió que la luz posee una naturaleza dual: en ciertas situaciones se comporta como onda, en otras como partícula (fotones).

3. La luz en el vacío viaja a una velocidad constante de c = 3.00 x10 8 m/s ( máxima velocidad posible ). Pero en general, la velocidad de la luz dentro de un material es menor a su valor en el vacío. Se define el índice de refracción de un medio como:     Depende de la longitud de onda de la luz (distancia entre dos picos de la onda) Para describir eventos que ocurren a velocidades cercanas a la de la luz se debe emplear la teoría de la relatividad.

4. Óptica Geométrica Estudia la propagación de la luz basada en la trayectoria de rayos luminosos

5. Leyes de la óptica geométrica La Luz se propaga en línea recta Ley de Reflexión Los rayos de un haz luminoso son independientes entre sí Ley de Refracción Se produce cuando un rayo incide contra una superficie, cambia de dirección y sigue propagándose en el mismo medio. Desviación que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando pasa de un medio a otro. En general, para cuerpos transparentes y traslúcidos, los fenómenos de Reflexión y Refracción suelen producirse de forma simultánea en mayor o menor grado

6. Reflexión La Reflexión se produce cuando un rayo incide contra una superficie, cambia de dirección y sigue propagándose en el mismo medio. El haz incidente, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el haz reflejado están todos en el mismo plano, llamado “Plano de Incidencia” El ángulo de incidencia y el ángulo del rayo reflejado son iguales.  

7. Refracción Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, este cambia su dirección de propagación. Si el índice de refracción del segundo medio es menor al del primero, el rayo refractado se aleja de la normal (y viceversa). El rayo incidente, el refractado y la normal están en el mismo plano.

8. LEY DE SNELL   El ángulo de refracción depende del ángulo de incidencia y del índice de refracción (propiedad de los medios)

9. Formación de imágenes por refracción Suponiendo la aproximación parcial : se consideran únicamente aquellos rayos que poseen un ángulo pequeño con el eje: entonces y la ley de Snell se expresa como:   Se puede calcular sabiendo los índices de refracción, el radio de curvatura de la superficie y la distancia del objeto.   SUPERFICIES CURVAS Entonces:   Además: y    

10. Si una superficie refractora es plana, en tal caso R es infinito SUPERFICIES PLANAS Formación de imágenes por refracción    

11. Reactivo 1

12. Reactivo 1

13. Reactivo 1

14. Reactivo 2

15. Reactivo 2

16. Reactivo 2

17. Ejercicios Un conjunto de monedas está incrustado en un pisapapeles esférico de plástico que tiene un radio de 3.0 cm. El índice de refracción del plástico es n 1 =   1,50 . Una moneda está colocada a 2.0 cm del borde de la esfera. Encuentre la posición de la imagen de la moneda.

18. Aplicación a la carrera Para el estudio de la óptica geométrica se han utilizado varias sustancias orgánicas e inorgánicos , como partida para la determinación de los índices de refracción de las mismas, así determinan las propiedades químicas como por ejemplo: Multicapas de óxidos con alto índice de refracción (TiO2, ZrO2, HfO2, ThO2) y bajo índice de refracción (SiO2) para recubrimientos antirreflectantes . Películas finas de molibdeno (Mo) para la reflexión de los rayos infrarrojos . Nitruros de Ti , Zr , Hf para selectividad óptica . SiO para filtros .

19. John W. Jewett and Raymond A. Serway . Physics for scientists and engineers with modern physics. Cengage Learning EMEA, 2008. Eugene Hecht. Optics, 4th Edition, Adelphi University, 2002,Pearson. Francis W. Sears. Fundamentos de Física III: óptica . Aguilar, Madrid, 1963. Salvador Gil y Esteban Rodriguez, " Física re- creativa " (Buenos Aires: Prentice Hall, 2001). Bibliografía