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35.1 índice de refracción 679
N
Figura 35.1 Refracción de un frente de onda en la frontera entre dos medios.
La luz se propaga en línea recta a rapidez constante en un medio uniforme. Si cambia el
medio, la rapidez también cambiará y la luz viajará en línea recta a lo largo de una nueva
trayectoria. La desviación de un rayo de luz cuando pasa oblicuamente de un medio a otro
se conoce como refracción. El fundamento de la refracción se ilustra en la figura 35.1 para
el caso de una onda de luz que se propaga del aire al agua. El ángulo 0. que se forma entre el
haz incidente y la normal a la superficie se conoce como ángulo de incidencia. Al ángulo 8r
formado entre el haz refractado y la normal se le llama ángulo de refracción.
La refracción explica fenómenos cotidianos como la aparente distorsión de los objetos
que se sumergen en agua parcialmente. En la figura 35.2a, la varilla parece flexionarse en la
superficie del agua; y el pez de la figura 35.2b parece estar más cerca de la superficie de lo
que en realidad se encuentra. En este capítulo estudiaremos las propiedades de los medios
refractivos y se desarrollarán las ecuaciones para predecir su efecto sobre los rayos luminosos
incidentes.
(a)
Figura 35.2 La refracción es la causante de la distorsión de estas imágenes, (a) La varilla parece estar
flexionada. (b) Este pez parece más cerca de la superficie de lo que está en realidad.
(b)
Indice de refracción
La velocidad de la luz dentro de una sustancia material es generalmente menor que la velocidad
en el espacio libre, donde es de 3 X 108 m/s. En el agua la velocidad de la luz es de casi
2.25 X 108 m/s, lo cual es casi equivalente a las tres cuartas partes de su velocidad en el aire.
La luz viaja aproximadamente a dos tercios de esa velocidad en el vidrio, o sea a unos 2 X
108 m/s. La razón de la velocidad de la luz c en el vacío entre la velocidad v de la luz en un
medio particular se llama el índice de refracción n para ese material.