Refracción

¿Qué es la refracción?

La refracción es un fenómeno físico que afecta a la luz (pero también a todas las demás ondas) durante el paso de un medio transparente a otro medio transparente: este fenómeno consiste en una modificación de la dirección de propagación de esta luz durante el cambio de medio.

En otras palabras, es la desviación de los rayos luminosos cuando la luz cambia de medio.

Las condiciones necesarias para la refracción de la luz

La refracción de la luz al pasar de un medio 1 a un medio 2 puede tener lugar siempre que:

  • Ambos medios son transparentes.
  • Los índices de refracción de los dos medios son diferentes
  • La dirección de propagación de la luz no es perpendicular a la superficie que separa los dos medios (es decir, el ángulo de incidencia no es cero)
  • El paso a un medio con un índice más alto no se hace con un ángulo de incidencia demasiado alto, porque más allá de un valor límite hay reflexión total.

Refracción e índice de refracción

Cualquier medio transparente se caracteriza por su índice de refracción “n”, que caracteriza la capacidad de este medio para refractar la luz durante la transición del vacío (o el aire) a este medio.

Un medio con un índice de refracción cercano a 1 refracta muy poco la luz procedente del vacío: la luz sólo se desvía ligeramente y se dice que dicho medio es ligeramente “refractivo”.

Cuanto mayor sea el índice de refracción de un medio por encima de 1, más pronunciada será la refracción de la luz procedente del vacío: la luz se desvía en mayor medida, y se dice que los medios con un índice de refracción alto son refractarios.

Transición a un medio con mayor índice de refracción

Cuando una luz pasa de un medio 1 de índice de refracción n1 a un medio 2 de índice de refracción n2 tal que n1 < n2 entonces la dirección de propagación se aproxima a la de la normal a la superficie que separa los medios, en otras palabras:

  • Los rayos de luz se “acercan” a lo normal.
  • Los rayos de luz se alejan de la superficie de separación.
    Los ángulos de refracción son menores que los de incidencia.

Transición a un medio con mayor índice de refracción

Transición a un medio de menor índice de refracción

Cuando la luz pasa del medio 1 (de índice de refracción n1) al medio 2 (de índice de refracción n2) con n1 > n2, la dirección de propagación se aleja de la normal a la superficie de separación de los medios, es decir:

  • Los rayos de luz se “alejan” de lo normal.
  • Los rayos de luz se “acercan” a la superficie de separación
  • Los ángulos de refracción son mayores que los ángulos de incidencia

Transición a un medio de menor índice de refracción

Transición a un medio con el mismo índice de refracción

Si la luz cambia de medio pero estos medios tienen el mismo índice de refracción (que es por ejemplo casi el caso del vacío y el aire) entonces no hay refracción de la luz, ésta no se desvía y mantiene la misma dirección de propagación.

Transición a un medio con el mismo índice de refracción

Refracción y dispersión de la luz

Se dice que algunos medios cuyo índice de refracción varía significativamente con la longitud de onda son dispersivos. Cuando una luz policromática se refracta en estos medios, la luz de diferentes longitudes de onda (y, por tanto, de diferentes colores) sufre desviaciones de diferentes ángulos, y esto se llama dispersión (o descomposición) de la luz.