Fisica General Burbano

572 ÓPTICA GEOMÉTRICA I
Fig. XXIV-4.– Reflexión de la luz.
Fig. XXIV-5.– Refracción de la luz.
ÍNDICES DE REFRACCIÓN
(l = 0,5893 µm)
Aire (c.n.) 1,000 293
Metano (c.n.) 1,000 444
Cloro (c.n.) 1,000 773
Agua 1,336 9
Etanol 1,364 5
Disulfuro de Carbono 1,625 9
Hielo 1,309
Óxido de Al (rubí) 1,76
Diamante 2,417
Cuarzo fundido 1,458 5
Vidrio crown 1,517
Vidrio flint medio 1,627 3
Vidrio flint denso 1,655 5
Lucita (o plexiglás) 1,49
Policarbonato (plástico) 1,605 6
haces luminosos lo suficientemente anchos como para despreciar los efectos de la difracción; en
este caso los rayos luminosos son de gran utilidad, explicándonos su funcionamiento.
«REFLEXIÓN es el retorno de la luz por el mismo medio en que se propagaba, al llegar a la
superficie de separación de dos sustancias distintas». Se llama ÁNGULO DE INCIDENCIA (e) el
que forma el rayo incidente (IS) y la normal (SN) a la superficie. Se llama ÁNGULO DE RE-
FLEXIÓN (e′) el que forma el rayo reflejado (SR) y la normal (SN) (Fig. XXIV-4).
«La REFRACCIÓN es el cambio de velocidad que experimenta la luz al pasar de un medio a
otro». Este cambio de velocidad se manifiesta por una variación en la dirección de propagación,
en todos los casos, excepto cuando el rayo incidente es normal a la superficie de separación
de los medios. ÁNGULOS DE INCIDENCIA (e) y de REFRACCIÓN (e′) son los formados
por los rayos incidente (I) y refractado (R), con la normal (N) a la superficie en el punto de
incidencia (S) (Fig. XXIV-5).
En las superficies refringentes la energía luminosa del rayo incidente se divide en dos, una que
corresponde al rayo refractado R y otra al reflejado R′.
La luz viaja en los diferentes medios materiales con distinta velocidad (v), siempre menor con
la que lo hace en el vacío (c). Ópticamente se caracterizan los medios transparentes por un escalar
(n) que se define como:
c
n =
v
«ÍNDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO de una sustancia es el cociente de dividir la velocidad de la
luz en el vacío, por la velocidad de la luz en ella».
n es siempre mayor que la unidad, puesto que v es menor que c. (El índice de refracción del aire
se puede considerar la unidad, ya que su valor es 1,000 293).
Si c, v y v′ son respectivamente las velocidades de propagación de la luz en el vacío y en los
medios 1 y 2, los índices de refracción de estos últimos tienen por valor: n = c/v y n′ =c/v′.
«ÍNDICE DE REFRACCIÓN RELATIVO o índice de refracción de una sustancia con relación a otra,
es el cociente obtenido al dividir el índice de refracción de la primera por el de la segunda».
Así el índice de refracción del medio 2, con relación al 1, es:
n v
n 21 = ′ n
= v ′
Las refringencias son inversamente proporcionales a las velocidades de la luz en los distintos
medios. Como índice de refracción relativo se toma, siempre, el de la sustancia más refringente con
respecto a la menos refringente; los índices de refracción relativos son mayores que la unidad.
«Se dice en óptica que el medio es HOMOGÉNEO e ISÓTROPO cuando la velocidad de la luz es
la misma en todos sus puntos y direcciones, luego su índice de refracción es constante. Si
esta velocidad varía con la dirección lo llamamos ANISÓTROPO y si varía de unos puntos a
otros, pero en cada uno de ellos es independiente de la dirección, se llama HETEROGÉNEO».
«DIOPTRIO es la superficie de separación de dos medios de distinta refringencia».
«SISTEMA ÓPTICO es un conjunto de superficies que separan medios de distintos índices de
refracción; si están formados por superficies esféricas con los centros alineados los llamaremos
SISTEMA ÓPTICO CENTRADO; a la recta que uno los centros la denominaremos EJE DEL SIS-
TEMA».
En todos los estudios que vamos a realizar nos referiremos a este tipo de sistemas (Fig.
XXIV-6).
Un haz de rayos procedentes de un punto OBJETO (O en la Fig. XXIV-7) después de sufrir
variaciones diversas en su propagación rectilínea, por la interposición de un sistema óptico,
forma un haz que emerge del sistema óptico. Si los rayos, componentes de este haz concurren
en un punto, en él se forma una IMAGEN REAL, (punto O′ de la Fig. XXIV-7-1) la cual se
puede hacer perfectamente visible colocando una pantalla en el lugar de la formación. Si
los rayos emergentes no concurren, pero lo hacen sus prolongaciones en sentido contrario
al de su propagación, el ojo, recogiendo el haz que sale del sistema, ve una imagen en la
intersección de los rayos salientes, IMAGEN VIRTUAL (punto O′ de la Fig. XXIV-7-2).
Es posible hablar de objeto virtual cuando la luz incidente sobre el sistema óptico es convergente.
En la Fig. XXIV-7 se han representado todos los casos posibles, la zona sombreada nos representa
un sistema óptico. Los casos de objeto virtual son posibles cuando hay dos o más sistemas
acoplados (Fig. XXIV-8); en tal caso O2 = O1′
, imagen de O 1
producida por el primer sistema
S 1
, hace de objeto para el S 2
que produce la imagen real ′ .
O 2
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