Diferencia clave: ángulo de incidencia frente a ángulo de refracción
La diferencia clave entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción es el orden secuencial de los dos ángulos, formado en una interfaz de medios por una onda.
La refracción es una propiedad de las ondas. Una onda puede tener diferentes velocidades para diferentes medios. El cambio de velocidad en un límite de un medio hace que una onda se refracte. Este artículo se centra especialmente en los rayos de luz, en aras de la simplicidad.
Definición de ángulo de incidencia y ángulo de refracción
El ángulo de incidencia es el ángulo entre la normal en la interfaz y el rayo incidente.
El ángulo de refracción se define como el ángulo entre la normal en la interfaz y el rayo refractado. Los ángulos se pueden medir con cualquier unidad, pero aquí se usan grados. Primero echemos un vistazo a las leyes de la refracción.
- El rayo incidente, el rayo refractado y la normal en la interfaz se encuentran en el mismo plano.
- El seno del ángulo de incidencia(i) al del ángulo de refracción(r) en la interfaz permanece en relación constante. Esta constante se denomina índice de refracción del segundo medio en relación con el primero.
Ten en cuenta la propiedad de la reversibilidad de la luz. Si simplemente invertimos la dirección del rayo de luz considerando el final actual como el comienzo y el comienzo actual como el final, el rayo de luz seguirá el mismo camino.
Formación del ángulo de incidencia y el ángulo de refracción
La diferencia entre el rayo incidente y el refractado depende del hecho de si el rayo de luz entra o sale de la interfaz. Imagina un rayo de luz como una corriente de fotones. La corriente de partículas golpea la interfaz formando un cierto ángulo con la normal, luego se hunde en el otro medio esencialmente formando un ángulo diferente con la normal.
El ángulo de incidencia se puede variar manualmente ya que es independiente del medio. Pero el ángulo de refracción está definido por los índices de refracción de los medios. Más la diferencia entre los índices de refracción, más la diferencia entre los ángulos.
Ubicación del ángulo de incidencia y el ángulo de refracción en relación con la interfaz
Si un rayo de luz va del medio1 al medio2, el ángulo de incidencia está en el medio1 y el ángulo de refracción está en el medio2 y viceversa para el intercambio de medios.
Ambos ángulos se forman con la normal en la interfaz de los medios. Según el índice de refracción relativo, el rayo de luz refractado puede formar un ángulo mayor o menor que el del rayo de luz incidente.
Valores de ángulo de incidencia y ángulo de refracción
Refracción de un medio más raro a uno más denso
Cualquier valor entre 0 y 90 grados se puede asignar como ángulo de incidencia, pero el rayo refractado no puede tomar ningún valor si el rayo de luz proviene del medio más raro. Para todo el rango del ángulo de incidencia, el ángulo de refracción alcanza un valor máximo que es exactamente igual al ángulo crítico que se describe a continuación.
Refracción de un medio más denso a uno más raro
Lo anterior no es válido para una situación en la que el rayo de luz proviene de un medio más denso. Cuando aumentamos el ángulo de incidencia gradualmente, veremos que el ángulo de refracción también aumenta rápidamente hasta alcanzar un cierto valor del ángulo de incidencia. En este ángulo crítico (c) del rayo incidente, el rayo de luz refractado alcanza su valor máximo, 90 grados (el rayo refractado pasa a lo largo de la interfaz) y se desvanece por un momento. Si tratamos de aumentar más el ángulo de incidencia, veremos aparecer repentinamente un rayo reflejado en el medio más denso, formando el mismo ángulo de acuerdo con las leyes de la reflexión. El ángulo incidente en este punto se llama ángulo crítico y no habrá más refracción.
Como resumen, uno podría ver, aunque clasificados de manera diferente, ambos fenómenos son solo el resultado de la reversibilidad de la luz.
Diferencia clave
La diferencia clave entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción es el orden secuencial de los dos ángulos, formado en una interfaz de medios por una onda.
Imagen cortesía: "Snells law2" de Oleg Alexandrov - Acabo de modificar el original - Versión girada y modificada de en:Image:Snells law.svg, misma licencia. (Dominio público) a través de Commons “RefractionReflextion” de Josell7 – Trabajo propio. (CC BY-SA 3.0) a través de Commons
