f_t_septima_edicion

35.5 Refracción interna total 685
Suponga que un rayo de luz monocromática en un medio 1 entra en el medio 2. Debemos
recordar que las cuatro relaciones siguientes son iguales. En otras palabras, podemos establecer
dos relaciones cualesquiera como iguales para formar una ecuación con el fin de calcular
un valor desconocido buscado.
sen 02 v2 A2
— = ------- = — = — (áa.o)
«2 sen 8¡ Vj Aj
Observe que todas las relaciones excepto una son la razón para el medio 2 al medio 1. El orden
se invierte sólo para los índices de refracción, es decir, nfnv
Dispersión
Ya hemos mencionado que la velocidad de la luz en diferentes sustancias varía según las
longitudes de onda. Definimos el índice de refracción como la razón de la velocidad c en el
espacio libre a la velocidad dentro del medio.
n = — vm
Luz
blanca
Figura 35.8 Dispersión de la
luz por medio de un prisma.
Espectro
Rojo
N aranja
A m arillo
V erde
A zul
V ioleta
Los valores que se presentan en la tabla 35.1 son válidos sólo en el caso de la
luz monocromática amarilla (589 nm). La luz con una longitud de onda diferente,
como la luz azul o la luz roja, daría como resultado un índice de refracción
ligeramente diferente. La luz roja viaja con mayor rapidez, dentro de un medio
específico, que la luz azul. Esto se puede demostrar haciendo pasar luz blanca
a través de un prisma de cristal, como en la figura 35.8. Debido a las diferente
rapidez dentro del medio, el haz se dispersa en sus colores componentes.
La dispersión es la separación de la luz en las longitudes de onda que la componen.
De un experimento así. podemos concluir que la luz blanca es en realidad una mezcla de luz,
compuesta de varios colores. La proyección de un haz disperso se conoce como espectro.
Refracción interna total
Puede presentarse un fenómeno fascinante conocido como refracción interna total, cuando la
luz pasa, en forma oblicua, de un medio a otro de menor densidad óptica. Para entender este fenómeno,
consideremos una fuente de luz sumergida en un medio 1, como se ilustra en la figura 35.9.
Observe los cuatro rayos A ,B ,C y D, que divergen de la fuente sumergida. El rayo A pasa al medio
2 en dirección normal a la interfase. El ángulo de incidencia y el ángulo de refracción valen
cero en este caso especial. El rayo B incide con un ángulo 9t y se refracta alejándose de la normal
con un ángulo 0,. El ángulo 92 es mayor que porque el índice de refracción para el medio 1 es
Figura 35.9 Ángulo crítico de incidencia.