lunes, 1 de octubre de 2007

La ley de Snell

Como lo próximo que quiero explicar es la Fibra Óptica y para completar el tema de parabólicas, voy a comentar brevemente la ley de Snell.
La ley de Snell se usa en óptica de rayos para calcular los ángulos de refracción y de reflexión de los rayos de luz que inciden en una superficie. Para que os hagais una idea, es basicamente como tirar una bola de billar contra una banda, rebota con determinado ángulo, según cómo la hayais lanzado.
Así pues, supongamos dos medios diferentes, caracterizados por un índice de refracción (n1 y n2) . Este índice es dependiente del medio, osea, que es característico para cada medio.
Cuando un rayo de luz se encuentra con un medio diferente al medio por el cual se está propagando pasan 2 cosas. Si se topa con un medio por el que puede pasar, parte del rayo se desvía (refracción) y parte de el rebota (reflexión).
Para calcular los ángulos se usa la ley de Snell, que dice lo siguiente
n1 sen(Phi1) = n2 sen(Phi2)
Despejando de la ecuación cualquier ángulo que sea incógnita. Además de esto, cuando un rayo se refleja lo hace con el mismo ángulo con el que incidió (phi1=phi1').
Esta ley es la que se usa para calcular las pérdidas de inserción de Fibras ópticas, los ángulos de reflexión total, desvío de los rayos en antenas al atravesar determinados medios... y fisicamente lo podeis comprobar metiendo un lápiz en un vaso de agua, y vereis cómo parece que el lápiz se curva.

13 comentarios:

Fher N'ando dijo...

Cuanta parte se refleja y cuanta se refracta? pq dependera de la translucided del medio , vamos digo yo, en un espejo todo es reflexion por ejemplo no hay refraccion, habra algo que solo tenga refraccion? si que refleje nada?

Miguel dijo...

Efectivamente depende de los diferentes coeficcientes característicos del medio, así como del ángulo con el que incida el rayo.
Materiales que lo transmitan todo, pues supongo que fibras ópticas muy buenas, con pocas pérdidas de inserción o cosas así pero no estoy seguro de que fisicamente sea posible a no ser que sus índices sean exactamtente iguales (vamos que la luz no se dé cuenta que está cambiando de medio...)

Anónimo dijo...

La respuesta te la dan los coeficientes de Fresnel. Si aplicas las condiciones de contorno (Ecs. de Maxwell) te sale qué parte de la amplitud acaba en cada medio. Hay casos en los que una polarización puede no reflejarse.

P.S: La ley no sólo sirve/se puede deducir en el caso de la óptica de rayos. También puede verse a partir de los principios del electromagnetismo, entre otros.

P.P.S: Para que coincida bien con el dibujo n_1*sen(theta_1)=n_2*sen(theta_2), que no estaría de más especificar, es la fórmula para el rayo transmitido (refractado).

P.P.P.S: Otra cosa importante es explicar el índice de refracción ( v=c/n, que nada va más rápido que la luz en el vacío, esas cosas). Una de las mejores imágenes intuitivas de la refracción es la de un coche que pasa a un medio donde va más lento (de asfalto a arena) y se tuerce en su camino. Uhm y los metamateriales icos...

Miguel dijo...

Malditas ecuaciones de Maxwell... por eso tengo suspensa TSF todavía...

Anónimo dijo...

Aquí lo que cuenta mucho son las condiciones de contorno (que se añaden a las ecuaciones para obtener al resultado). Al hablar de Maxwell quería decir que hay demostraciones muy interesantes con las expresiones de los campos que salen de resolver las ecuaciones de Maxwell al encontrarse una frontera en la que cambia n. La ley de Snell no sale de las ecuaciones sin más (aunque eso parezca de mi comentario anterior).

Delvin Abdiel Martínez Bravo dijo...

QUE SABES ACERCA DE LA REFRACCION DE LAS ONDAS SÍSMICAS EN EL SUBSUELO, PORQUE EL METODO DE REFRACCION SÍSMICA (METODO GEOFISICO PARA SONDEOS DE SUELO) SE BASA EN LA LEY DE SNELL, PERO TIENE EL INCOVENIENTE DE QUE GENERA DATOS ERRÓNEOS CUANDO SE ENCUENTRA CON UN ESTRATO DE MENOR VELOCIDAD DE ONDA S, ¿PUEDE ALGUIEN EXPLICARME ESO ATRAVES DE LA LEY DE SNELL?

Anónimo dijo...

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