Refracción cambio en la longitud de onda

Juan Francisco Hernández

23 Mar 202009:18

Summary

TLDREste video explica el fenómeno de la refracción, el cambio de longitud de onda de la luz al pasar de un medio a otro, y cómo esto afecta la frecuencia y el color de la luz. Se ilustra con ejemplos como la luz roja que entra al agua y la reflexión total interna en el agua. Se utiliza la ley de Snell para calcular el ángulo de refracción y se muestra cómo la frecuencia permanece constante, mientras la longitud de onda cambia con el índice de refracción. El video también incluye una demostración de cómo calcular la longitud de onda en diferentes medios utilizando GeoGebra.

Takeaways

🌟 El fenómeno de la refracción ocurre debido al cambio de velocidad de la luz al pasar de un medio a otro.
🔍 La ley de Snell es fundamental para calcular el ángulo de refracción, y se expresa como n1 * sen(épsilon1) = n2 * sen(épsilon2).
📏 Cuando la luz pasa del aire al agua, la velocidad de la luz disminuye, lo que provoca un cambio en el ángulo de refracción.
📉 El índice de refracción del agua es aproximadamente 1.33, lo que significa que la luz se mueve más lentamente en el agua que en el aire.
🔄 La frecuencia de la luz permanece constante al cambiar de medio, lo que implica que la longitud de onda debe ajustarse para mantener la frecuencia.
🌈 El color de un objeto no cambia al sumergirse en agua, ya que el color es determinado por la frecuencia de la luz reflejada, no por el medio.
💡 La reflexión total interna ocurre cuando la luz intenta pasar de un medio denso a uno menos denso con un ángulo de incidencia mayor al crítico.
📌 El índice de refracción de un vidrio es mayor que el del agua, lo que resulta en un ángulo de refracción mayor que el de incidencia al pasar de vidrio a agua.
📐 La longitud de onda en un segundo medio se calcula dividiendo la longitud de onda en el primer medio por el cociente de los índices de refracción (n1/n2).
🌀 La fórmula para la longitud de onda en el segundo medio es λ2 = (n1/n2) * λ1, donde λ1 es la longitud de onda en el primer medio y n1 y n2 son los índices de refracción respectivamente.
👓 Un caso particular de la fórmula de longitud de onda es cuando el primer medio es el aire (n1 = 1), simplificando la expresión a λ2 = n2 * λ1.

Q & A

¿Qué fenómeno se debe al cambio de velocidad de la luz al pasar de un medio a otro?
-El fenómeno de la refracción se debe al cambio de velocidad de la luz al pasar de un medio a otro, como del aire al agua.
¿Cuál es la relación entre el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión en el caso del rayo de luz rojo?
-El ángulo de reflexión es exactamente igual al ángulo de incidencia, como se ve en el caso del rayo de luz rojo que pasa del aire al agua.
¿Cuál es la velocidad de la luz en el agua y cómo difiere de la en el aire?
-La velocidad de la luz en el agua es aproximadamente 225,000 kilómetros por segundo, lo cual es menor que la velocidad en el aire, que es de alrededor de 300,000 kilómetros por segundo.
¿Cómo se calcula el ángulo de refracción utilizando la ley de Snell?
-Se utiliza la ley de Snell, que establece que n1 * sen(épsilon1) = n2 * sen(épsilon2), donde n1 y n2 son los índices de refracción de los dos medios y épsilon1 y épsilon2 son los ángulos de incidencia y refracción, respectivamente.
¿Qué ocurre cuando la luz pasa de un medio con índice de refracción mayor a uno con índice de refracción menor?
-Cuando la luz pasa de un medio con índice de refracción mayor a uno con índice de refracción menor, el ángulo de refracción es mayor que el ángulo de incidencia.
¿Qué es la reflexión total interna y bajo qué condiciones ocurre?
-La reflexión total interna es un fenómeno que ocurre cuando la luz intenta pasar de un medio denso a uno menos denso y el ángulo de incidencia es tan grande que el ángulo de refracción sería mayor a 90 grados, lo que impide que la luz se transmita y se refleja completamente dentro del primer medio.
¿Cómo se relaciona la frecuencia de una onda de luz con su longitud de onda al cambiar de medio?
-La frecuencia de una onda de luz permanece constante al cambiar de medio, lo que significa que si la velocidad de la luz cambia, la longitud de onda también debe cambiar para mantener la misma frecuencia.
¿Cómo se calcula la longitud de onda en un segundo medio dado la frecuencia y los índices de refracción?
-Se utiliza la relación v1 / λ1 = v2 / λ2, donde v1 y v2 son las velocidades de la luz en los dos medios y λ1 y λ2 son las longitudes de onda. Al reorganizar esta relación, se obtiene λ2 = (n1 / n2) * λ1.
¿Por qué el color de un objeto no cambia al sumergirlo en agua, incluso si cambia su posición?
-El color de un objeto no cambia al sumergirlo en agua porque el color es determinado por la frecuencia de la luz, la cual permanece constante al cambiar de medio.
¿Cómo varía la longitud de onda de la luz al pasar de un medio al otro si el índice de refracción es diferente?
-La longitud de onda de la luz cambia al pasar de un medio al otro si los índices de refracción son diferentes, siguiendo la relación λ2 = (n1 / n2) * λ1, donde n1 y n2 son los índices de refracción de los dos medios.
¿Cómo se puede demostrar matemáticamente que la frecuencia de la luz permanece constante al cambiar de medio?
-La frecuencia permanece constante porque, según la relación de la frecuencia con la velocidad de la luz y la longitud de onda (frecuencia = velocidad / longitud de onda), si la frecuencia no cambia y la velocidad sí, la longitud de onda debe ajustarse en consecuencia.