ÓPTICA GEOMÉTRICA
Según la teoría corpuscular, un rayo es la trayectoria seguida por un corpúsculo de luz. La óptica geométrica es la parte
de la física que estudia, mediante leyes geométricas, los cambios de dirección que experimenta la luz al incidir sobre una
superficie y llevarse a cabo la reflexión y refracción, de manera que, nos permite entender como se forman las imágenes
en superficies reflectivas y refractivas.
La velocidad de las ondas electromagnéticas, como es la luz, en el vacío es la misma, y esta se denomina velocidad de la
luz y se denota con la letra c, esta equivale a 300mil km por segundo. Cuando la luz que viaja en el vacío incide en un
medio físico, no sólo se refleja sino también se refracta, quiere decir que una parte atraviesa dicho medio con una leve
desviación y la velocidad con la que se propaga disminuye (dispersión), la razón entre la velocidad de la luz en el vacío y la
velocidad en un medio se denomina índice de refracción, el cual e s una propiedad intrínseca de cada material/sustancia.
𝑛 = 𝑐
𝑣
LEYES DE LA REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
Un tren de ondas luminosas que viaja por un medio con índice n y velocidad v, al incidir en una superficie que lo separa de
un medio de índice n’ y v’. Se supone que v’ es menor a v. Despejando c de ambas ecuaciones del índice de refracción,
obtenemos la siguiente relación: 𝒏. 𝒗 = 𝒏′. 𝒗′ por lo que deducimos que n’>n. 𝒏
𝒏′=𝒗′
𝒗
1) Los rayos reflejado y refractado están en el plano d eterminado por el rayo incidente y la normal a la superficie
que separada dos medios.
2) El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
3) Ley de Snell: el cociente entre el seno del ángulo de incidencia y e l seno del ángulo refractado, es una constante
para cada longitud de onda y para cada par de medios, denominada índice de refracción del segundo medio
respecto del primero.
𝑛1𝑠𝑒𝑛𝜃𝑖= 𝑛2𝑠𝑒𝑛𝜃𝑟
𝑛2
𝑛1
=𝑠𝑒𝑛𝜃𝑖
𝑠𝑒𝑛𝜃𝑟
𝑣
𝑣′=𝑠𝑒𝑛𝜃𝑖
𝑠𝑒𝑛𝜃𝑟
Si v= λf y v’= λ’f la frecuencia se mantiene constante: 𝒗
𝝀=𝒗′
𝝀′ por lo que 𝒗
𝒗′=𝝀
𝝀′ entonces
RE FLEX IÓN TO TA L I NTE RN A
Sea una fuente luminosa F situada en un medio de índice de refracción n’. La fuente emi te luz en todas las direcciones
del espacio, llegan a una superficie más allá de la cual hay un medio de índ ice de refracción n, siendo n’>n. A medida que
aumenta el ángulo de incidencia, aumenta el ángulo de refracción, es decir que se aleja de la normal de la superficie,
hasta que el rayo refractado forma un ángulo recto con la normal, es decir, que el ángulo de incidencia ha alcanzado el
ángulo crítico, cuando el ángulo de incidencia es mayor al ángulo crítico entonces se da el fenómeno de reflexión total
interna, si y solo sí n1>n2, es decir, que la luz debe v iajar por el medio ópticamente más denso e incidir con un ángulo
mayor al crítico para que no se refracte el rayo.
