TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU

FILIAL AREQUIPA

ING. OMAR F. MURILLO T.

PROPIEDADES OPTICAS

TEMA N° 11

Refracción:

La refracción es el cambio de dirección y velocidad que experimenta una rayo luminoso al pasar de un medio a otro.

Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.

Cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie que separa dos medios, por ejemplo el aire y el agua, parte de la luz incidente se refleja, mientras que la otra parte se refracta y penetra en el segundo medio.

La velocidad de la luz depende del medio que atraviese, por lo que es más lenta cuanto más denso sea el material y viceversa.

Refracción

Por otro lado, la velocidad de propagación de la luz en un medio distinto del vacío está en relación con la longitud de la onda y, cuando un haz de luz blanca pasa de un medio a otro, cada color sufre una ligera desviación.

Se llama ángulo de incidencia -i-  el formado por el rayo incidente y la normal. La normal es una recta imaginaria perpendicular a la superficie de separación de los dos medios en el punto de contacto del rayo.

El ángulo de refracción -r'-  es el formado por el rayo refractado y la normal.

ÁNGULO LÍMITE

   Cuando la luz pasa de un medio a otro cuyo índice de refracción es mayor, por ejemplo del aire al agua, los rayos refractados se acercan a la normal. Si el índice de refracción del segundo medio es menor los rayos refractados se alejan de la normal cuando el rayo de luz pasa de un medio más lento a otro más rápido se aleja de la normal.

A un determinado ángulo de incidencia le corresponde un ángulo de refracción de 90º y el rayo refractado saldrá "rasante" con la superficie de separación de ambos medios.

Este ángulo de incidencia se llama ángulo límite o ángulo crítico.

Para ángulos de incidencia mayores el ángulo límite de refracción que será mayor de 90º, éste no será refractado, ya que no pasa de un medio a otro: se producirá una reflexión total interna.

Una aplicación de la reflexión total es la fibra óptica, que es una fibra de vidrio, larga y fina en la que la luz en su interior choca con las paredes en un ángulo superior al crítico de manera que la energía se transmite sin apenas perdida. También los espejismos son un fenómeno de reflexión total.

ESPEJISMO

Consisten en un reflejo que se produce bajo la imagen, producido por la refracción de la luz al pasar por una capa de aire sobre una superficie recalentada. el aire caliente actúa como un espejo.

Una parte del rayo incidente se refleja y la otra se refracta. Cuando un rayo se refleja sin penetrar en el otro medio, parte de él es absorbido por la interacción con los átomos

Reflexión

Todo cuerpo refleja parte de la luz que incide sobre él.  La mayoría de las superficies de los objetos son ásperas o irregulares, y por ello dispersan la luz que reciben en todas las direcciones posibles.

La reflexión especular o regular se produce cuando la superficie reflectora es lisa.

El ángulo de incidencia (i) es igual al ángulo de reflexión.

La relación entre luz reflejada y luz incidente se llama reflectancia.

La reflexión especular: se usa para los espejos que se encuentran en algunos tipos de luminarias (aluminio.)

Reflexión difusa: Se produce cuando la superficie es irregular o cuando está compuesta de partículas reflectoras diminutas (nieve, pintura blanco mate).

Reflexión compuesta: La reflexión no es especular ni difusa sino una combinación de las dos. (Un reflector difuso cubierto por una capa de barniz.)

Transmisión: Es el paso de una radiación a través de un medio sin cambio de frecuencia de las radiaciones que la componen.

Al atravesar el material parte de la luz se pierde en la reflexión del material y otra parte se absorbe.

Transmisión regular: El rayo de luz que atraviesa el material aparacerá del otro lado como un rayo. (vidrio).

Transmisión difusa: El rayo que atraviesa el material estará totalmente disperso. (vidrio opalino)

Absorción: Existen superficies y objetos que absorben la mayor parte de las radiaciones luminosas que les llegan. Estos objetos se ven de color negro. Otros tipos de superficies y objetos, absorben sólo unas determinada gama de longitudes de onda, reflejando el resto.

Dispersión: Uno de los fenómenos de la luz natural es su descomposición en todos los colores del arco iris, cuando se refracta a través de algún material de vidrio, este fenómeno recibe el nombre de dispersión. Así, para un mismo ángulo de incidencia, la luz se refracta con ángulos distintos para diferentes colores.

Son las que están relacionadas con el comportamiento del material

frente a la acción de la luz.

Los materiales pueden ser entonces:

Opacos: Estos materiales no permiten el paso de la luz, como la

madera o lometales.

Transparentes: Dejan que los rayos de luz los atraviesen, como sucede con

el vidrio yalgunos plásticos.

Translúcidos: Estos materiales permiten el paso de la luz, pero no

dejan ver con nitidez lo que hay tras ellos.

Translúcido

Opaco

Transparente