¿Qué es la ley de Snell?

En física, la Ley de Snell da la ecuación que describe cómo se refracta la luz cuando viaja de un medio a otro diferente. Usando la ecuación de la Ley de Snell, se puede determinar el tamaño del ángulo en que se dobla la luz. Para determinar el ángulo de refracción, se debe conocer el ángulo inicial de la luz y el índice de refracción de los dos materiales.

Cuando las olas se mueven de un tipo de medio a otro, del aire al agua, por ejemplo, se doblan o cambian de dirección. Este fenómeno se llama refracción. La razón por la que ocurre la flexión es porque las olas viajan a diferentes velocidades en diferentes materiales. La luz es un ejemplo de una onda que se refracta cuando se mueve a través de diferentes medios.

Los ángulos iniciales y doblados de un rayo de luz se miden en función de la relación con lo normal. Lo normal es una línea recta que es perpendicular, o en ángulo recto, a la superficie donde la luz ingresa al medio. El ángulo de incidencia es el ángulo que forma la luz con lo normal en la superficie. El ángulo de refracción es el ángulo en el que la luz se refracta hacia o lejos de lo normal dentro del nuevo medio.

Por ejemplo, un rayo de luz viaja a través de un material con un índice de refracción de X y entra en otro material con un índice de refracción de Y. El ángulo de incidencia es xy el ángulo de refracción sería y. Usando las variables dadas, la Ley de Snell se escribiría como: X * seno (x) = Y * seno (y). Para descubrir el ángulo de refracción, la ecuación se puede reescribir como seno (y) = X * seno (x) / Y o y = arcsin (X * seno (x) / Y).

La densidad del medio dentro del cual viaja la luz determinará la velocidad de la luz. Si el rayo de luz se mueve hacia un medio más denso, se ralentizará, por lo que el rayo se doblará hacia lo normal. Inclinarse hacia lo normal hace que el ángulo de refracción sea más pequeño que el ángulo de incidencia. Si la luz se mueve hacia un medio menos denso, se acelera, haciendo que se doble de lo normal y el ángulo de refracción será mayor que el ángulo de incidencia.

Por ejemplo, si un rayo de luz viaja del aire al agua y entra al agua en un ángulo de 30 grados, podemos usar la Ley de Snell para calcular cuánto se doblará la luz, o y. El índice de refracción del aire es 1, y para el agua, es 1,33. Usando la ecuación dada anteriormente, y = arcsin (1 * seno (30) /1.33). seno (30) = 0.5, entonces y = arcosin (0.5 / 1.33) = 22.1. Por lo tanto, el ángulo de refracción de la luz que ingresa al agua en un ángulo de 30 grados es de 22.1 grados.