Diferencia clave: ángulo de incidencia frente al 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 el límite de un medio hace que una onda se refracte. Este artículo se centra particularmente 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 utilizan grados. Primero echemos un vistazo a las leyes de 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 primer medio.
Tenga 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 trazará el mismo camino.
Formación de ángulo de incidencia y ángulo de refracción
La diferencia entre rayo incidente y refractado depende del hecho de si el rayo de luz llega a la interfaz 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 índices de refracción, más la diferencia entre ángulos.
Ubicación del ángulo de incidencia y el ángulo de refracción en relación con la interfaz
Si un rayo de luz va de medio1 a medio2, el ángulo de incidencia se encuentra en el medio1 y el ángulo de refracción se encuentra en el medio2 y viceversa para el intercambio de los medios.
Ambos ángulos se forman con la normal en la interfaz de los medios. Dependiendo del índice de refracción relativo, el rayo de luz refractada puede formar un ángulo mayor o menor que el del rayo de luz incidente.
Valores de ángulo de incidencia y ángulo de refracción
Refractando de un medio más raro a más denso
Se puede asignar cualquier valor entre 0 y 90 grados como ángulo de incidencia, pero el rayo refractado no puede tomarse 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 el mismo que el ángulo crítico que se describe a continuación.
Refractarse de un medio más denso a más raro
Lo anterior no es válido para una situación en la que el rayo de luz proviene de un medio más denso. Cuando aumentemos gradualmente el ángulo de incidencia, veremos que el ángulo de refracción también aumenta rápidamente hasta que se alcanza un cierto valor del ángulo de incidencia. En este ángulo crítico (c) del rayo incidente, el rayo de luz refractada alcanza su valor máximo, 90 grados (el rayo refractado recorre la interfaz) y se desvanece por un momento. Si intentamos aumentar aún más el ángulo de incidencia, veremos la aparición repentina de un rayo reflejado en el medio más denso, formando el mismo ángulo según las leyes de la reflexión. El ángulo de incidencia en este punto se denomina ángulo crítico y no habrá más refracción.
Como resumen, se podría ver, aunque categorizados 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 rotada y ajustada de en: Imagen: Snells law.svg, misma licencia. (Dominio público) vía Commons “RefractionReflextion” de Josell7 - Trabajo propio. (CC BY-SA 3.0) a través de Commons
