Ángulo limitante

Ángulo limitante

La ley de Snell se utiliza en óptica y otras ramas de la física en que interviene la transmisión de energía de tipo ondulatorio. Cuando un haz de luz atraviesa un medio transparente (o casi transparente, siendo translúcido pero sin dispersar su trayectoria de forma errática) sigue una dirección considerada una línea recta, y digo “considerada” porque un rayo de luz que recorre una trayectoria paralela a la línea del horizonte de este planeta (que como ya deberíais saber todos los que me leéis de hace tiempo tiene forma bolardi-esférica) en realidad lo que sigue es la porción de esfera que delimita el horizonte en su superficie.

Debido a esto la luz del Sol es desviada por la esfericidad de la superficie del planeta cuando sus rayos pasan por una trayectoria cercana a la tangente (el horizonte).

La ley de Snell establece una relación entre dos medios transparentes con índice de refracción diferente, como pueden ser el aire y el agua, por ejemplo. De forma sencilla, si metemos un objeto parcialmente en agua y observamos, vemos que el objeto parece doblarse, esto se debe a la refracción, y el que el objeto aparezca más o menos desviado es lo que cuantifica el índice de refracción.

Si os fijáis en el fondo de un estanque, la impresión es que está más cerca de la superficie del agua de lo que está realmente, y esto se debe a que el agua refracta más la trayectoria recta de los rayos de la luz del Sol (que se propagan de forma ondulatoria), es decir el agua tiene un índice de refracción mayor que el del aire.

El ángulo en que entran los rayos en la superficie que separa los medios transparentes con índices de refracción distintos, se llama ángulo de incidencia, una vez que la luz atraviesa esa superficie en que los medios están en contacto, pasa al otro medio, y esa línea recta se desvía en mayor o menor medida dependiendo del índice de refracción y de la forma que tenga esa superficie de contacto.

El ángulo con que la luz sale se llama ángulo de refracción. Dependiendo de la diferencia entre los índices de cada medio, el valor mayor en que el rayo se puede desviar se llama ángulo limitante, pero el ángulo limitante, no es un límite en realidad, porque en realidad lo que ocurre es que al llegar a cierto ángulo de incidencia, la luz rebota y se refleja, en lugar de traspasar la superficie dióptrica.

Se puede complicar mucho la explicación técnica, pero así se entiende bien.

Esta propiedad es el principio de funcionamiento de la fibra óptica (y las guías de onda en otro tipo de energías ondulatorias). La fibra óptica está compuesta de un núcleo transparente, rodeado de una cubierta transparente de índice de refracción diferente, después se recubre de diferentes formas para darle mayor resistencia y otras características. Se supone que la luz se transmite rebotando en zigzag (en realidad en un espiroloide que va cambiando de dirección) con unas pérdidas mínimas en comparación con las pérdidas en hilos de cobre por ejemplo.

Sin embargo habría que considerar otras fuerzas que intervienen, y en este caso el magnetismo, pero esto lo comentaré en otro post.

Acerca de María Cristina Alonso Cuervo

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