Cuando un rayo de luz incide en el plano de separación de dos medios se producen los fenómenos de reflexión y refracción. El fenómeno de la reflexión se produce cuando el rayo incidente, se refleja con el mismo ángulo de incidencia, mientras que, en la refracción, el rayo incidente se transmite al segundo medio con un ángulo que sigue la siguiente relación:
n1·sen q1 = n2·sen q2
a esta relación se la conoce como la ley de Snell.
Antes de entrar en cálculos, hay que introducir el concepto de índice de refracción. El índice de refracción es una cantidad sin dimensiones que relaciona la velocidad de transmisión de la luz en un medio con la velocidad de la luz en el vacío. El índice de refracción se designa con la letra n y tiene por fórmula n=c/v, por lo que siempre tiene que tener un valor superior a 1, ya que nunca se puede superar la velocidad de la luz. Por convenio, el índice de refracción en el aire se considera 1.
Veamos un ejemplo de aplicación de la ley de Snell.
El índice de refracción de un medio es 1.33. Calcular el ángulo de refracción de un haz de luz que incide desde el aire sobre la superficie del medio con un ángulo de 20°, sabiendo que el índice de refracción del aire es de 1.
En primer lugar, se aísla el valor del ángulo de refracción haciendo la operación inversa al seno.
q1= arcsen ( n2·sen q2/n1)
Substituyendo los valores:
q1= arcsen ( 1.33· sen 20° / 1) = 27.057°
Una vez hemos visto la resolución de un problema de la ley de Snell, veamos para qué sirve. La principal y más conocida aplicación de la ley de Snell es la fibra óptica. La fibra óptica consiste en un rayo de luz que se transmite a lo largo de un material longitudinal sin pérdidas de intensidad, de manera que el rayo nunca llega a refractarse y siempre se refleja. Es lo que se conoce como reflexión interna total. Pero esto lo veremos en la siguiente entrada.
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