AEC: Reflexión total

Imaginad que tenemos dos medios en el que el índice de refracción del segundo medio es menor, es decir que n1>n2.

En este caso los rayos refractados se alejan de la normal. Si vamos aumentando el ángulo e incidencia, llega un momento en que el ángulo de refracción se hace igual a 90º, lo que significa que desaparece el rayo refractado. Como el seno de 90º es uno el ángulo de incidencia para el cual ocurre este fenómeno viene dado por α =n2/ n1

Este ángulo de incidencia, α recibe el nombre de ángulo límite ya que si aumenta más el ángulo de incidencia, la luz comienza a reflejarse íntegramente, fenómeno que se conoce como reflexión total.

1. Realizar el experimento: Reflexión total

En un vaso (si se puede en una cubeta tipo a una pecera mejor) verter agua y unas gotas de leche.

• Dirigir la luz de un puntero láser desde una de las paredes del vaso, por debajo del nivel del agua, hacia arriba. Las gotas de leche en el vaso permiten observar el camino del haz a través del líquido.

• Observar el rayo reflejado, y el ángulo límite de reflexión.

• En nuestro caso pasamos de un medio de mayor índice de refracción (como el agua) a un medio de menor índice de refracción (como el aire). ¿Qué podemos observar? Jugad con la orientación del haz, hasta observar que el ángulo que forma el haz incidente con la superficie del líquido es igual al que forma con esta superficie el haz reflejado.

Este experimento se observa mejor en una habitación con poca o ninguna luz.

2. Realizar el experimento: ¿Se propaga la luz siempre en línea recta?

Materiales:

• Los del experimento anterior

• Metanol

Se forma con el agua de la cubeta del experimento anterior una fase no homogénea añadiendo metanol ayudándose de una cuchara.

• Enfocar con el puntero láser

• ¿Cómo vemos propagarse la luz?

3. Este fenómeno es similar al que ocurre en los espejismos. Los espejismos son debidos a un efecto de reflexión total. Buscar información sobre este fenómeno y hacer un esquema explicando cómo se produce.

4. ¿Qué es el efecto Fata Morgana? En grupo elaborad una exposición fotográfica “Fata Morgana” con algunos de los “casos” más conocidos.

5. Una aplicación de la reflexión total es la fibra óptica para conducir la luz a través de la fibra sin pérdidas de energía. En una fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción más grande que el material que lo rodea. El ángulo de la incidencia de la luz es límite para la base y su revestimiento y se produce una reflexión interna total que preserva la energía transportada por la fibra.

¿Podéis explicar ahora por qué los tendidos de la fibra óptica no pueden adquirir cualquier curvatura?.

6. ¿Qué casos reales conoces de utilización de la fibra óptica? Elaborad en grupo un póster digital en las que expongáis algunos ejemplos de utilización en la vida real de la fibra óptica.

7. En grupos, haced una pequeña investigación documental e indicad al menos otras dos aplicaciones de la reflexión total. Elaborad una presentación (Power Point o Prezzi) con vuestra investigación.

360 minutos

Pequeño grupo