3.1 Reflexión total
La ley de Snell que describe el fenómeno de la refracción nos muestra un resultado curioso. Imagina que un rayo de luz viaja desde un medio de mayor índice (n) a uno de índice menor (n'). Como n>n' de la ley de Snell se puede deducir que el ángulo refractado es mayor que el incidente (en la figura ε<ε')
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En la figura, se representa muy bien el fenómeno que se te va a explicar. Si progresivamente se incrementa el ángulo de incidencia ε llegará un momento que el ángulo de refracción sea de 90º. A este ángulo (al de incidencia) que produce la situación anterior se le designa ángulo límite (εL) y es fácil comprender que, para ángulos mayores que εL la luz ya no se refracta, sino que permanece en el primer medio produciendo el fenómeno de reflexión total.
Desde luego que el ángulo límite depende de los medios en los que se propaga la luz. Podemos hacer algunas cuentas para obtener una fórmula que permita calcular el ángulo límite. La obtenemos a partir de la ley de Snell:
Conocimiento previo
Fibras ópticas
Internet está revolucionando nuestra vida, pero ¿qué te voy a comentar a ti que no sepas de esta cuestión? ¿Tienes muchos amigos que funcionen sin móvil o sin conexión a internet?
El avance tecnológico en este campo está dirigido fundamentalmente a aumentar la velocidad de transmisión de datos. Hasta hace bien poco el envío de datos se hacían por cable (aún se siguen realizando instalaciones cableadas), sin embargo, de un tiempo a esta parte, las compañías de telecomunicaciones anuncian una mejora espectacular en el servicio que prestan gracias a la instalación de la fibra óptica, que no es otra cosa que un filamento de vidrio o de plástico en el que se introduce una onda confinada por el fenómeno de la reflexión total.
Observa este vídeo y comprenderás lo que has leído en el párrafo anterior.
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| Imagen en Wikimedia Commons de BigRiz bajo licencia Creative Commons |
Como puedes imaginar, la transmisión de datos tiene enormes ventajas sobre la señal eléctrica como, por ejemplo,es más barata por unidad de longitud, es mas delgada, tiene menor degradación de la señal, las señales de luz no interfieren entre sí como las señales eléctricas, .. y algunas más. Aquí sólo se pretende llamarte la atención sobre ellas, pero si quieres saber más puedes consultar este enlace.
Caso práctico
Un rayo de luz pasa de un medio a otro, en el que se propaga a mayor velocidad.
Indique cómo varían la longitud de onda, la frecuencia y el ángulo que forma dicho rayo con la normal a la superficie de separación, al pasar del primero al segundo medio
Razone si el rayo de luz pasará al segundo medio, independientemente de cuál sea el valor del ángulo de incidencia.