2.2(B) REFRACCIÓN DE LA LUZ Y FORMACIÓN DE IMÁGENES

Presentación del tema: "2.2(B) REFRACCIÓN DE LA LUZ Y FORMACIÓN DE IMÁGENES"— Transcripción de la presentación:

1 2.2(B) REFRACCIÓN DE LA LUZ Y FORMACIÓN DE IMÁGENES

2 OBJETIVO LOS ALUMNOS Y LAS ALUMNAS PODRÁN EXPLICAR LA REFRACCIÓN DE LA LUZ EN DIVERSOS CONTEXTOS PARA DESCRIBIR EL FUNCIONAMIENTO DE DISPOSITIVOS QUE OPERAN EN BASE A ESTE FENÓMENOS. INDICADORES DE EVALUACIÓN EXPLICAN LA REFRACCIÓN EN SUPERFICIES PLANAS Y EN LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES CONSTRUYEN GEOMÉTRICAMENTE IMÁGENES EN LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES. EXPLICAN EL FENÓMENO DE REFLEXIÓN TOTAL INTERNA NM1

3 REFRACCIÓN DE LA LUZ ES EL CAMBIO DE DIRECCIÓN Y RAPIDEZ QUE EXPERIMENTAN LOS RAYOS LUMINOSOS CUANDO PASAN DE UN MEDIO A OTRO DE DIFERENTES PROPIEDADES FÍSICAS. SI EL RAYO INCIDE PERPENDICULARMENTE EN LA FRONTERA QUE SEPARA AMBOS MEDIOS, NO HAY CAMBIO DE DIRECCIÓN; SÓLO DE RAPIDEZ NM1

4 REFRACCIÓN DE LA LUZ LA VARILLA APARECE DOBLADA EN SU PARTE SUMERGIDA POR EL EFECTO ÓPTICO DE LA REFRACCIÓN NM1

5 - Discutir el cambio de dirección de propagación de la luz cuando ésta pasa de un medio a otro.
PORQUE LA LUZ AL PASAR DE UN MEDIO A OTRO DE DISTINTA DENSIDAD, SE DESVÍA NM1

6 REFRACCION DE LA LUZ ¿CÓMO SE OBSERVA EL LÁPIZ EN CADA CASO? NM1

7 LA MONEDA EN EL RECIPIENTE
REFRACCION DE LA LUZ ¿CÓMO SE OBSERVA LA MONEDA EN EL RECIPIENTE CON AGUA? NM1

8 REFRINGENCIA (PODER REFRINGENTE)
PROPIEDAD QUE CARACTERIZA A LOS MEDIOS TRANSPARENTES MEDIDA CUANTITATIVA DE LA REFRINGENCIA DE UN MEDIO INDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO DETERMINA EL CAMBIO DE RAPIDEZ QUE EXPERIMENTA LA LUZ CUANDO PASA DE UN MEDIO A OTRO A MAYOR ÍNDICE DE REFRACCIÓN, MENOR VELOCIDAD DE LA LUZ. NM1

9 REFRACCIÓN UN HAZ LUMINOSO EXPERIMENTA REFRACCIÓN SI CAMBIA SU RAPIDEZ O SU RAPIDEZ Y LA DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN SIMULTÁNEA-MENTE AL PASAR DE UN MEDIO A OTRO DE DISTINTO INDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO O REFRINGENCIA NM1

10 LEYES DE LA REFRACCIÓN EL RAYO INCIDENTE, LA NORMAL Y EL RAYO REFRACTADO PERTENECEN AL MISMO PLANO 1ª LEY LA RAZÓN ENTRE LOS SENOS DE LOS ÁNGULOS DE INCIDENCIA Y DE REFRACCIÓN ES CONSTANTE PARA UN MISMO PAR DE MEDIOS 2ª LEY NM1

11 2ª LEY DE LA REFRACCIÓN: LEY DE SNELL
WILLEBORD SNELL ( ) INDICE DE REFRACCIÓN RELATIVO NM1

12 REFRACCION DE LA LUZ N AIRE AGUA SI LA LUZ PASA DE UN MEDIO DE MENOR INDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO A OTRO DE MAYOR INDICE: SE DESVÍA ACERCÁNDOSE A LA NORMAL NM1

13 REFRACCION DE LA LUZ N AIRE AGUA SI LA LUZ PASA DE UN MEDIO DE MAYOR INDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO A OTRO DE MENOR INDICE: SE DESVÍA ALEJÁNDOSE DE LA NORMAL NM1

14 REFRACCION DE LA LUZ N AIRE AGUA SI LA LUZ PASA DE UN MEDIO DE MENOR INDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO A OTRO DE MAYOR INDICE: DISMINUYE SU RAPIDEZ NM1

15 REFRACCION DE LA LUZ N AIRE AGUA SI LA LUZ PASA DE UN MEDIO DE MAYOR INDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO A OTRO DE MENOR INDICE: AUMENTA SU RAPIDEZ NM1

16 RAPIDEZ DE LA LUZ EN DIVERSOS MEDIOS
NM1

17 INDICES ABSOLUTOS DE REFRACCIÓN DE ALGUNOS MEDIOS
INDICE n V (m/s) AIRE 1,00029 2,9 X 108 AGUA 1,33 2,25 X 108 ALCOHOL ETÍLICO 1,36 2,2 X 108 ACEITE 1,50 2,0 X 108 VIDRIO CROWN 1,52 1,98 X 108 VIDRIO FLINT 1,61 1,86 X 108 DIAMANTE 2,42 1,2 X 108 NM1

18 LA LUZ ATRAVESANDO UN PRISMA DE CARAS PARALELAS
2 1 Un rayo de luz incide en la cara de un vidrio común con un ángulo de incidencia de 40°. En ente caso el ángulo de refracción es de unos 25°. Se producen múltiples refracciones y reflexiones, pero cada vez los rayos son más débiles en intensidad; si hay condiciones apropiadas de luz es posible observar un par de ellas. La relación entre los ángulos de incidencia y refracción la descubrió Willebrord van Royen Snell (1581 – 1626). Es la conocida ley de Snell: (n1) · sen i = (n2) · sen r ; donde n1 y n2 son los índices de refracción de los medios de propagación. EXPERIMENTA DOS REFRACCIONES: AL INGRESAR AL PRISMA (1) 2. AL SALIR DE EL PRISMA (2) NM1

19 LA LUZ AL SALIR DEL PRISMA RECUPERA LA DIRECCIÓN QUE LLEVABA ANTES DE INGRESAR A ÉL
Un rayo de luz incide en la cara de un vidrio común con un ángulo de incidencia de 40°. En ente caso el ángulo de refracción es de unos 25°. Se producen múltiples refracciones y reflexiones, pero cada vez los rayos son más débiles en intensidad; si hay condiciones apropiadas de luz es posible observar un par de ellas. La relación entre los ángulos de incidencia y refracción la descubrió Willebrord van Royen Snell (1581 – 1626). Es la conocida ley de Snell: (n1) · sen i = (n2) · sen r ; donde n1 y n2 son los índices de refracción de los medios de propagación. SÓLO EXPERIMENTA UN DESPLAZAMIENTO LATERAL: d NM1

20 CONSECUENCIA DE LA REFRACCIÓN REFLEXIÓN TOTAL INTERNA
COMPARE EL COMPORTAMIENTO DE LOS RAYOS AL SALIR DEL AGUA. ¿QUÉ OBSERVA? ¿QUÉ OCURRE CON EL RAYO 4? NM1

21 REFLEXIÓN TOTAL INTERNA: ÁNGULO LÍMITE
A MEDIDA QUE EL ÁNGULO DE INCIDENCIA VA AUMENTANDO (1, 2…), EL ÁNGULO DE REFRACCIÓN PUEDE AUMENTAR TANTO QUE EL RAYO REFRACTADO EMERJA POR LA SUPERFICIE DE SEPARACIÓN DE LOS MEDIOS, ES DECIR, EN UN ÁNGULO DE 90º (3). ÁNGULO DE INCIDENCIA PARA EL CUAL EL ÁNGULO DE REFRACCIÓN ES DE 90º ÁNGULO LÍMITE NM1

22 REFLEXIÓN TOTAL INTERNA
Todo rayo que incide en la frontera de ambas superficies con un ángulo menor que el ángulo límite, se refracta Todo rayo que incide en la frontera de ambas superficies con un ángulo MAYOR que el ángulo límite, sólo se reflejará, ES DECIR, No habrá refracción NM1

23 En algunos casos cuando un rayo de luz viaja por un medio e incide sobre una superficie de otro medio transparente, no pasa a él; es decir, no se refracta. El rayo se refleja como en un espejo. Este fenómeno se denomina reflexión total interna. La reflexión total interna se produce sólo cuando el ángulo de incidencia supera cierto valor, conocido como ángulo límite, el cual depende de los medios de propagación. NM1

24 REFLEXIÓN TOTAL INTERNA
NM1

25 El cambio de densidad de la atmósfera produce refracción de la luz y puede observarse en varias situaciones: - Ocurre con la posición aparente de las estrellas, cuya luz se desvía continuamente al ingresar a la atmósfera. - Así mismo sucede con el titilar de las estrellas, ya que la densidad de la atmósfera no sólo no es constante, sino que además presenta turbulencias (Otra explicación de este efecto dice que las estrellas titilan porque así son más hermosas) - Vemos a los objetos lejanos balancearse cuando los miramos por sobre una fogata debido al mismo efecto. - En días calurosos o en los desiertos, el aire caliente (por su menor densidad) desvía los rayos luminosos provenientes del cielo y observamos espejismos. NM1

26 REFRACCIÓN EN LA ATMÓSFERA
LA LUZ PROVENIENTE DE LOS ASTROS DEBE ATRAVESAR CAPAS DE LA ATMÓSFERAS CADA VEZ DE MAYOR DENSIDAD Y, POR LO TANTO, DE MAYOR INDICE D E REFRACCION POSICIÓN REAL (R) Y POSICIÓN APARENTE (V) DEL SOL EN 2 MOMENTOS DEL DÍA NM1

27 REFRACCIÓN EN LA ATMÓSFERA
CUANDO LA LUZ DEL SOL INGRESA PERPENDICULARMENTE EN LA ATMÓSFERA NO SE DESVÍA AL ATARDECER, EL SOL SE VE A PESAR DE ENCONTRARSE BAJO EL HORIZONTE GEOMÉTRICO NM1

28 ESPEJISMO: RESULTADO DE LA REFRACCIÓN Y REFLEXION TOTAL INTERNA
Suele ocurrir que en la carretera se ve reflejado el cielo o lo que esté sobre el horizonte. Como nuestro cerebro sabe que no hay ningún espejo, lo interpreta como agua; pero a medida que avanzamos ella parece evaporarse. Sucede que la carretera sí se comporta como un espejo. En especial cuando el ángulo bajo el cual incide la luz es cercano a 90°, muchos materiales reflejan la luz en forma bastante ordenada, produciendo reflexión especular. Esto es precisamente lo que ocurre en las carreteras y no debe confundirse con los espejismos que se producen en los desiertos en días calurosos. Los espejismos de las carreteras se producen cualquiera sea la temperatura ambiente, haya sol o esté nublado e incluso de noche: prueba de ello son los reflejos de los focos de los vehículos que viajan en sentido contrario al nuestro. NM1

29 NM1

30 LENTES DELGADAS POTENCIA DE UNA LENTE:
UNA LENTE ES UN MATERIAL TRANSPARENTE LIMITADO POR 2 SUPERFICIES ESFÉRICAS, O POR UNA ESFÉRICA Y UNA PLANA. LENTE DELGADA: SI EL ESPESOR DE LA LENTE EN EL EJE ÓPTICO ES DESPRECIABLE FRENTE A LOS RADIOS DE SUS CARAS. POTENCIA DE UNA LENTE: P = 1 / f UNIDAD: DIOPTRIA (1D = 1 m-1) NM1

31 LENTES CONVERGENTES NM1

32 LENTES CONVERGENTES NM1 32

33 LENTES DIVERGENTES NM1

34 LENTES: FORMACIÓN DE IMÁGENES
EL COMPORTAMIENTO DE UNALENTE DEPENDE DE: QUE SEA CONVERGENTE O DIVERGENTE LA POSICIÓN DEL OBJETO CON RESPECTO A ELLA. LOS PUNTOS SITUADOS SOBRE EL EJE ÓPTICO TIENEN SU IMAGEN EN ÉSTE. DE LOS INFINITOS RAYOS QUE PASAN POR UN PUNTO DEL OBJETO, BASTA CON TOMAR DOS QUE LUEGO DE REFRACTARSE CONVERJAN EN UN PUNTO, EL QUE CORRESPONDERÁ A LA IMAGEN DEL PUNTO ANTERIOR. NM1

35 LENTES CONVERGENTES NM1

36 LENTES DIVERGENTES NM1

37 LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES
NM1

38 NM1

39 SON MÁS ANCHAS EN EL CENTRO QUE EN LOS BORDES
LENTES CONVERGENTES LOS RAYOS QUE LLEGAN PARALELOS AL EJE ÓPTICO DE LA LENTE SE REFRACTAN CONCENTRÁNDOSE EN EL FOCO SON MÁS ANCHAS EN EL CENTRO QUE EN LOS BORDES NM1

40 RAYOS PRINCIPALES EN UNA LENTE CONVERGENTE REPRESENTAR EN UN ESQUEMA
RAYO 1: ”Todo rayo que incide en la lente, paralelo al eje principal se desvía pasando por el Foco”. RAYO 2: ”Todo rayo que incide en la lente pasando antes por el Foco, se refracta paralelo al eje principal”. RAYO 3: ”Todo rayo que incide en el Centro Óptico de la lente, continúa en su misma dirección ”. REPRESENTAR EN UN ESQUEMA NM1

41 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
NM1

42 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
NM1

43 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
NM1

44 LENTES CONVERGENTES: FORMACIÓN DE IMÁGENES
NM1

45 LENTES CONVERGENTES: FORMACIÓN DE IMÁGENES
NM1

46 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
REFRACCION DE LA LUZ FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE

47 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
REFRACCION DE LA LUZ FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE OBJETO A MÁS DE 2f IMAGEN: -REAL -INVERTIDA -MENOR TAMAÑO OBJETO A 2f IMAGEN: -REAL -INVERTIDA -IGUAL TAMAÑO NM1

48 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
REFRACCION DE LA LUZ OBJETO ENTRE C Y F IMAGEN: -REAL -INVERTIDA -MAYOR TAMAÑO OBJETO A MENOS DE f IMAGEN: -VIRTUAL -DERECHA -MAYOR TAMAÑO NM1

49 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
REFRACCION DE LA LUZ FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE IMAGEN REAL DE UNA HOJA DE ÁRBOL NM1

50 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE CONVERGENTE
IMÁGENES EN LENTE CONVERGENTE IMAGEN VIRTUAL DE UNA HOJA DE ÁRBOL NM1

51 NM1

52 SON MÁS ANCHAS EN LOS BORDES QUE EN EL CENTRO
LENTES DIVERGENTES LOS RAYOS QUE LLEGAN PARALELOS AL EJE ÓPTICO DE LA LENTE SE REFRACTAN DIVERGIENDO, DE MODO QUE SUS PROLONGACIONES PASAN POR EL FOCO SON MÁS ANCHAS EN LOS BORDES QUE EN EL CENTRO NM1

53 NM1

54 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE DIVERGENTE
REFRACCION DE LA LUZ FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE DIVERGENTE NM1

55 FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE DIVERGENTE
REFRACCION DE LA LUZ FORMACIÓN DE IMÁGENES POR UNA LENTE DIVERGENTE IMAGEN VIRTUAL DE UNA HOJA DE ÁRBOL NM1

56 LENTES DIVERGENTES: FORMACIÓN DE IMÁGENES
NM1

57 LENTES DIVERGENTES: FORMACIÓN DE IMÁGENES
NM1