Física · 1° año

Luz y Óptica

Por qué te ves en un espejo, por qué un lápiz parece "quebrarse" al meterlo en un vaso de agua, y qué significa realmente que la luz visible sea solo una parte chica del espectro electromagnético.

¿Qué es la luz visible?

La luz visible es la parte del espectro electromagnético que el ojo humano puede detectar — una franja muy angosta comparada con todo lo que existe (rayos gama, rayos X, ultravioleta, infrarrojo, microondas, ondas de radio). Cada color que ves corresponde a una frecuencia distinta dentro de esa franja visible.

Piénsalo así Es como si tu oído solo pudiera escuchar una octava de todo un piano gigante — hay muchísimo "sonido" (radiación) a tu alrededor que simplemente no puedes percibir sin instrumentos especiales (como una cámara infrarroja o un detector de rayos X).

Reflexión: el rebote de la luz

Cuando la luz choca contra una superficie (como un espejo), rebota siguiendo una regla exacta: el ángulo con el que llega es igual al ángulo con el que se va, medidos siempre respecto a la línea perpendicular a la superficie (la "normal").

Ángulo de incidencia = Ángulo de reflexión

Refracción: cuando la luz cambia de medio

Cuando la luz pasa de un medio a otro (del aire al agua, por ejemplo), cambia de velocidad — y eso hace que también cambie de dirección, se "quiebra" un poco. Por eso un lápiz metido en un vaso de agua parece cortado en el punto donde entra al líquido.

n₁ · sen(θ₁) = n₂ · sen(θ₂)
n₁, n₂ = índice de refracción de cada medio (aire≈1, agua≈1.33, vidrio≈1.5)
θ₁ = ángulo de incidencia (en el primer medio)
θ₂ = ángulo de refracción (en el segundo medio)

Ejemplo resuelto, paso a paso

Un rayo de luz pasa del aire (n=1) al agua (n=1.33) con un ángulo de incidencia de 30°. ¿Cuál es el ángulo de refracción?

1Datos

  • n₁índice de refracción del aire (constante conocida)1
  • n₂índice de refracción del agua (constante conocida)1.33
  • θ₁ángulo de incidencia (dado)30°

2Fórmula utilizada

Como me piden θ₂, despejo de la Ley de Snell:

sen(θ₂) = n₁·sen(θ₁) / n₂

3Resolución

Reemplazo cada incógnita por su dato sen(θ₂) = 1 × sen(30°) / 1.33
Resuelvo la ecuación sen(θ₂) = 0.5/1.33 = 0.376 → θ₂ = 22.1°

4Respuesta

El rayo se refracta a θ₂ = 22.1°

El ángulo se hace más chico al entrar al agua (que es más "densa" ópticamente que el aire) — por eso el lápiz parece doblarse hacia la superficie.

Errores frecuentes

Confundir el ángulo con la normal versus con la superficie

Los ángulos de incidencia y refracción siempre se miden respecto a la línea perpendicular a la superficie (la normal), no respecto a la superficie misma — es un error muy común medirlo al revés.

Usar la calculadora en modo incorrecto (radianes en vez de grados)

Igual que en otros temas con seno y coseno: si el ángulo está en grados pero la calculadora está en modo radianes, el resultado sale mal.

Pensar que un índice de refracción mayor significa "más transparente"

El índice de refracción no mide transparencia — mide cuánto se reduce la velocidad de la luz en ese medio. El vidrio (n≈1.5) y el agua (n≈1.33) son transparentes pero tienen índices distintos.