Ley de Snell y Calculadora de Ángulo Crítico
Encuentra el ángulo refractado y verifica la reflexión interna total entre dos medios.
Ley de Snell
Cuando la luz pasa de un medio a otro, se refracta (dobla). La Ley de Snell describe esta relación:
Donde:
- n₁ = índice de refracción del primer medio
- θ₁ = áng ulo de incidencia (desde la normal)
- n₂ = índice de refracción del segundo medio
- θ₂ = ángulo de refracción (desde la normal)
Índices de refracción comunes
| Material | Índice (n) |
|---|---|
| Vacío | 1.0000 |
| Aire | 1.0003 |
| Agua | 1.333 |
| Vidrio (crown) | 1.52 |
| Vidrio (flint) | 1.66 |
| Diamante | 2.42 |
Cálculo del ángulo refractado
Reorganizando la Ley de Snell:
Ejemplo: Aire (n=1) a vidrio (n=1.5) a 40°
El rayo se dobla hacia la normal al entrar a un medio más denso.
Ángulo crítico
Cuando la luz va de un medio más denso a uno menos denso, puede ocurrir reflexión interna total si el ángulo de incidencia excede el ángulo crítico:
Solo existe cuando n₁ > n₂.
Ejemplo: Agua (n=1.33) a aire (n=1)
Cualquier ángulo >48.8° resulta en reflexión interna total.
Reflexión interna total (TIR)
Cuando θ₁ > θc y n₁ > n₂:
- No hay refracción
- Toda la luz se refleja de vuelta
- Usado en fibras ópticas, prismas
Aplicaciones
Fibras ópticas
TIR permite que la luz viaje largas distancias con pérdida mínima.
Lentes y prismas
Refracción enfoca/dispersa luz (anteojos, cámaras, telescopios).
Espejismos
Variación de densidad del aire causa refracción, creando imágenes distorsionadas.
Gemas
Alto índice de refracción en diamantes crea brillo.
Comportamiento de refracción
Medio menos denso → Más denso
- n₁ < n₂
- Rayo se dobla hacia la normal
- θ₂ < θ₁
Medio más denso → Menos denso
- n₁ > n₂
- Rayo se dobla alejándose de la normal
- θ₂ > θ₁
- TIR posible si θ₁ > θc
Dispersión
Diferentes longitudes de onda se refractan en ángulos ligeramente diferentes:
- Luz roja se dobla menos
- Luz azul se dobla más
- Crea arcoíris en prismas
Resumen
La Ley de Snell describe cómo se dobla la luz al cruzar entre medios con diferentes índices de refracción. Esta calculadora calcula ángulos refractados y verifica si ocurre reflexión interna total. Fundamental para óptica, diseño de lentes y tecnología de fibra óptica.