Refraction · Refracción
| English | Español |
|---|---|
| refraction/rɪˈfrækʃn/ | refracción |
| refractive index/rɪˈfræktɪv ˈɪndeks/ | índice de refracción |
A straw in a glass looks snapped in half
- Drop a straw into a glass of water and it appears bent at the surface.
- The straw is fine — it's the light that bends as it crosses from water to air.
- Light changes direction when it moves between materials — refraction 折射.
- It happens because light travels at different speeds in different media.
Una pajita en un vaso parece partirse por la mitad
- Si sumerge una pajita en un vaso con agua, parecerá doblada en la superficie.
- La pajita está bien — lo que se dobla es la luz al pasar del agua al aire.
- La luz cambia de dirección al moverse entre materiales: refracción 折射.
- Esto ocurre porque la luz viaja a diferentes velocidades en distintos medios.
Why light bends
- Light moves slower in a denser medium (glass, water) than in air.
- Entering a slower medium, a ray bends toward the normal; leaving it, away from the normal.
- The bending is set by each material's refractive index 折射率 $n$ (higher $n$ = slower light).
- Air is about $n = 1$; water $\approx 1.33$; glass $\approx 1.5$.
Por qué se dobla la luz
- La luz se mueve más lentamente en un medio más denso (vidrio, agua) que en el aire.
- Al entrar en un medio más lento, un rayo se dobla hacia la normal; al salir, se aleja de la normal.
- El grado de doblez viene determinado por el índice de refracción 折射率 $n$ de cada material ($n$ mayor = luz más lenta).
- El aire tiene aproximadamente $n = 1$; el agua $\approx 1.33$; el vidrio $\approx 1.5$.
Bend a ray at a boundary · Desvía un rayo en una interfaz
Change the angle and medium and watch the ray bend toward or away from the normal. · Cambia el ángulo y el medio y observa cómo el rayo se desvía hacia o lejos de la normal.
Entering a denser medium (like glass), a light ray bends: · Al entrar en un medio más denso (como el vidrio), un rayo de luz se desvía:
Slower in a denser medium, the ray bends toward the normal. · Más lento en un medio más denso, el rayo se desvía hacia la normal.
The property $n$ that measures how much a material slows light is its ____. · La propiedad $n$ que mide cuánto frena un material la luz es su ____.
A higher refractive index means light travels slower in that material. · Un índice de refracción mayor significa que la luz viaja más lento en ese material.
Snell's law
- The angles and indices are linked by Snell's law: $n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$.
- Angles are measured from the normal, as always in optics.
- Going into a denser medium ($n_2 > n_1$) makes $\theta_2 < \theta_1$ — the ray bends toward the normal.
- Snell's law predicts exactly how much a ray bends at any boundary.
Ley de Snell
- Los ángulos y los índices están relacionados mediante la ley de Snell: $n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$.
- Los ángulos se miden siempre desde la normal, como es habitual en óptica.
- Al entrar en un medio más denso ($n_2 > n_1$), se cumple que $\theta_2 < \theta_1$: el rayo se dobla hacia la normal.
- La ley de Snell predice exactamente cuánto se dobla un rayo en cualquier interfaz.
Light goes from air ($n_1 = 1$) into glass ($n_2 = 1.5$) at $\theta_1 = 30^\circ$ ($\sin 30^\circ = 0.5$). What is $\sin\theta_2$? (Give a decimal.) · La luz pasa del aire ($n_1 = 1$) al vidrio ($n_2 = 1.5$) a $\theta_1 = 30^\circ$ ($\sin 30^\circ = 0.5$). ¿Cuál es $\sin\theta_2$? (Proporciona un decimal.)
$\sin\theta_2 = n_1\sin\theta_1 / n_2 = 0.5 / 1.5 = 0.33$.
Which expresses Snell's law? · ¿Cuál expresa la ley de Snell?
Snell's law: · Ley de Snell: $n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$. · Ley de Snell: $n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$.
Total internal reflection
- Going the other way (dense to less dense), the ray bends away from the normal.
- Past a critical angle, it can't escape at all and reflects entirely back inside.
- This total internal reflection traps light in optical fibres and sparkles in diamonds.
- It is refraction taken to its extreme — no light gets out.
Reflexión interna total
- En sentido inverso (de denso a menos denso), el rayo se dobla alejándose de la normal.
- Superado un ángulo crítico, no puede escapar y se refleja completamente hacia adentro.
- Esta reflexión interna total atrapa la luz en las fibras ópticas y produce el brillo de los diamantes.
- Es la refracción llevada a su extremo: ninguna luz sale.
Past the critical angle, light going from glass to air is totally internally reflected. · Más allá del ángulo crítico, la luz que va del vidrio al aire se refleja internamente de forma total.
Beyond the critical angle the ray can't escape and reflects entirely — total internal reflection. · Más allá del ángulo crítico, el rayo no puede salir y se refleja por completo — reflexión interna total.
Select all · todos true statements about refraction. · Selecciona todas las afirmaciones verdaderas sobre la refracción.
Refraction is a speed effect obeying Snell's law; a ray along the normal ($\theta = 0$) does not bend at all. · La refracción es un efecto de velocidad que obedece la ley de Snell; un rayo a lo largo de la normal ($\theta = 0$) no se desvía en absoluto.
Refraction bends light because its speed changes between media — not because it "wants to". Light bends toward the normal entering a denser (slower, higher-$n$) medium, and away from it leaving one. A ray hitting the boundary straight along the normal ($\theta_1 = 0$) does not bend.
La refracción dobla la luz porque su velocidad cambia entre medios — no porque tenga "voluntad". La luz se dobla hacia la normal al entrar en un medio más denso (más lento, mayor $n$), y se aleja de ella al salir de uno. Un rayo que incide sobre la interfaz perpendicularmente a lo largo de la normal ($\theta_1 = 0$) no se dobla.
Light passes from air ($n_1 = 1$) into glass ($n_2 = 1.5$) at $\theta_1 = 30^\circ$. Find $\sin\theta_2$.
- Snell: $1 \times \sin 30^\circ = 1.5 \times \sin\theta_2 \Rightarrow \sin\theta_2 = \dfrac{0.5}{1.5} = 0.33$.
Since $\sin\theta_2 < \sin\theta_1$, the ray bends toward the normal, as expected for a denser medium.
La luz pasa del aire ($n_1 = 1$) al vidrio ($n_2 = 1.5$) con $\theta_1 = 30^\circ$. Calcule $\sin\theta_2$.
- Ley de Snell: $1 \times \sin 30^\circ = 1.5 \times \sin\theta_2 \Rightarrow \sin\theta_2 = \dfrac{0.5}{1.5} = 0.33$.
Como $\sin\theta_2 < \sin\theta_1$, el rayo se dobla hacia la normal, tal como cabía esperar para un medio más denso.
Refraction bends light at a boundary because its speed changes; it bends toward the normal entering a denser (higher-$n$) medium. Snell's law: $n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$. Past a critical angle, dense-to-rare light undergoes total internal reflection — the basis of optical fibres.
Refracción: la luz se dobla en una interfaz porque cambia su velocidad; se dobla hacia la normal al entrar en un medio más denso (mayor $n$). Ley de Snell: $n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$. Más allá de un ángulo crítico, la luz que pasa de denso a raro experimenta reflexión interna total, base del funcionamiento de las fibras ópticas.