Refracción de la luz

La refracción de la luz es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre  tras pasar estos de un medio a otro en el que la luz se propaga con distinta velocidad. Se rige por dos principios o leyes de la refracción:

• El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano

• La ley de Snell de la refracción, que marca la relación entre el ángulo de incidencia i, el de refracción r, y los índices de refracción absolutos de la luz en los medios 1 y 2, n₁ y n₂, según:

Refracción

La refracción de la luz ocurre cuando esta pasa de un medio 
transparente con un determinado índice de refracción a otro, también 
transparente, con uno distinto. Observa, en la imagen de la izquierda, 
que cuando la velocidad de propagación en el nuevo medio es menor, y por
 tanto es mayor el índice de refracción, el rayo se acerca a la normal. 
En la imagen de la derecha vemos el caso contrario, en el que el rayo se
 aleja de la normal.

Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente obtenemos un valor que llamamos índice de refracción absoluto de ese medio.

Por lo general cuando la luz llega a la superficie de separación entre los dos medios se producen simultáneamente la reflexión y la refracción.

VELOCIDAD DE LA LUZ EN DIFERENTES MEDIOS MATERIALES:

En un medio con n₁>n₂, a medida que aumentamos el ángulo de incidencia i también lo va haciendo el de refracción  r, llegando un momento en el que el rayo refractado formará 90º con la normal, es decir, no habrá rayo refractado y sólo se observará el rayo reflejado.

Reflexión Interna Total

Si un rayo de luz incide con un ángulo menor que el ángulo crítico 
sufre reflexión y refracción. En cambio, cuando el ángulo de incidencia 
es mayor o igual que el ángulo crítico, como es el caso de los dos rayos
 más a la derecha, el rayo no se refracta, sólo se refleja, 
desplazándose únicamente en el mismo medio

El fenómeno de la reflexión total tiene numerosos usos pero uno de los ejemplos más extendidos es en fibras ópticas, ampliamente utilizadas en las telecomunicaciones y en la medicina (endoscopios). De una manera simplificada podemos decir que una fibra óptica no es más que un cable flexible de material transparente que cuenta con un índice de refracción tal que dicho índice es mayor que el índice de refracción del material que lo recubre. De esta manera, cuando se introduce un pulso de luz con un determinado ángulo de entrada en la fibra se consigue que quede confinado en su interior llegando al final sin apenas pérdida de intensidad, ya que todas las reflexiones que se producen cumplen la condición de reflexión total. Así, los ángulos posibles de entrada de rayos de luz a la fibra definen un cono de aceptación dentro del cual deben estar los rayos que se pretenda cumplan la condición de reflexión total en el interior de la fibra.