Refracción

En todos os libros de física, tras analizar a reflexión no apartado de óptica, chega a refracción. Como nós tratamos a reflexión no último trabajillo, agora a quenda corresponde á refracción.

A refracción en si mesma é só una consecuencia da velocidade da luz. Como todos sabemos, aínda que a velocidade da luz sexa extremadamente alta, non é infinita, é dicir, os raios de luz necesitan un prazo paira cumprir una distancia. Esta velocidade é tan alta (300.000 km/s en baleiro) que na maioría dos casos non se ten en conta e considérase infinita.

Pero esa velocidade está aí e en cada contorna ten un valor especial, sempre moi alto, iso si. No baleiro ten o devandito anteriormente e é o maior dos posibles.

Quen non viu ou utilizado un par de lentes? Ou una lupa?. As lentes utilizadas nestes aparellos e en moitos outros aparellos ópticos non fan máis que utilizar a refracción. Por tanto, convén coñecer e comprender en que consiste a razón da refracción.

Por que a refracción da luz

Os raios de luz, ao pasar dun medio a outro, debido ás velocidades que teñen en cada un deles, modifican a súa dirección. Este fenómeno coñécese como refracción. Paira moitos isto é só una curiosidade da Natureza: cando viaxan nun medio, si os raios teñen una dirección, ao pasar a outro, por que se lles inclina esa dirección? A luz fai o que fan todas as demais ondas que se moven. Paira demostralo, o astrónomo e físico do século pasado, John Herschel, púxonos un exemplo claro: o que se produce cando un grupo militar pasa dunha parcela a outra máis difícil de percorrer. Imos ver como dicía el:

“Pensemos que un grupo militar en formación móvese por un terreo e que una liña recta divide o terreo en dúas zonas: una lisa, limpa e accesible, e outra lisa, sordegada e que non permite camiñar tan rápido como na outra.

Quen non viu ou utilizado un par de lentes? Ou una lupa? As lentes utilizadas nestes aparellos e en moitos outros aparellos ópticos non fan máis que utilizar a refracción.

Pensemos, ademais, que a fronte do grupo forma un ángulo coa liña de separación entre as dúas zonas, polo que non todos os soldados que forman esa fronte chegan á mesma liña, senón un tras outro. Nesta situación, una vez superado o límite, non se pode ir tan rápido como antes. Co resto de soldados da súa liña, é dicir, cos que están en mellor terreo, non formará a fila e irase atrasando cada vez máis.

A cada soldado que supera a fronteira ocorreralle o mesmo, xa que atopa o mesmo obstáculo paira camiñar, e se a formación non rompe, a parte que superou a fronteira irase atrasando respecto da outra, formando un ángulo obtuso respecto dela no punto de transición da liña fronteiriza. E como hai que manter o paso sen entorpecer a uns a outros, cada soldado debe avanzar formando un ángulo recto respecto á nova fronte da columna. Por tanto, una vez superada a liña, o camiño que leva cada un deles será, por unha banda, asociado á nova fronte e, por outro, a relación entre o camiño percorrido e o que funcionaría no caso de que non fose un atraso é igual á velocidade nova e a anterior.”

Iso é o que lle pasa á luz. Nós podemos realizar un sinxelo ensaio na nosa mesa paira ter una representación gráfica da refracción da luz. Paira iso, a metade da mesa escálase cun zamau e, tras un lixeiro curvado, colócase sobre ela dúas rodas co mesmo eixo, é dicir, calquera xoguete roto. Se a dirección das rodas está unida á do bordo do zamauque, o camiño non se inclina. Neste caso, é a expresión da lei “o raio de luz asociado ao plano de distribución non se refracta” que se produce na óptica.

Ensaio de representación gráfica da refracción da luz.

Pola contra, se a dirección do movemento das rodas forma un ángulo co bordo da carga, o camiño que levan torcer ao chegar a devandito bordo, é dicir, prodúcese a diferenza entre as velocidades das rodas no límite de ambas as zonas. Ao pasar da parte de máxima velocidade (é dicir, sen carga) á parte de menor velocidade (é dicir, con cargamento a estante), a dirección da vía (do raio) aproxímase á “incidencia asociada” e viceversa ao pasar de carga a mesa limpa.

De todo iso podemos extraer una conclusión de gran importancia que nos indica a esencia do fenómeno que nos ocupa, é dicir, que a refracción está condicionada pola diferenza entre as velocidades da luz en ambos os medios. E a refracción será maior canto maior sexa esta diferenza. Por iso, o chamado índice de refracción, que se utiliza paira expresar a desviación dos raios, é só a relación entre esas velocidades.

Por tanto, cando ao pasar do aire á auga dinnos que o índice de refracción é 4/3, por exemplo, a luz vai 1,3 veces máis lixeira que do aire.

Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila