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1°-2° Bachillerato (15-17 años)

Reflexión total interna

Total Internal Reflection

Un ángulo grande atrapa la luz
20°
👀 Velo
①La luz sale de un medio más denso (índice mayor) hacia uno menos denso
②Cuanto mayor el ángulo de incidencia, más se tumba el rayo refractado hacia la frontera
③Pasado el ángulo crítico, toda la luz rebota — reflexión total
Refracción y ángulo crítico
Ley de Snell
n1 sinθ1 = n2 sinθ2
Índice × seno es igual a ambos lados de la frontera
Ángulo crítico
sinθc = n2n1 (n1 > n2)
El ángulo de incidencia que hace 90° la refracción — más allá, reflexión total
Condiciones y fibra óptica
🔦 Se necesitan dos condiciones
①medio más denso → menos denso (n₁ > n₂)
②ángulo de incidencia > ángulo crítico
③la fibra óptica tiene un núcleo más denso que el revestimiento, atrapando la luz por reflexión total
Calcúlalo directamente
Ejemplo 1
La luz sale de un medio de índice 2 hacia el aire (índice 1). Halla el ángulo crítico.
1
Sustituye en sinθc = n₂/n₁.
sinθc = 12
2
Halla el ángulo cuyo seno es 1/2.
θc = 30°
▸ 30°
Ojo: el ángulo crítico usa sinθc = n₂/n₁, no los índices invertidos.
Ejemplo 2
La luz sale de un medio de índice √2 hacia el aire. Halla el ángulo crítico.
1
sinθc = 1/√2.
2
Halla el ángulo cuyo seno es 1/√2.
θc = 45°
▸ 45°
Un índice menor da un ángulo crítico mayor (la reflexión total es más difícil).
Resumen
Resultado clave
sinθc = n2n1, incidencia > θc ⇒ reflexión total
De más denso a menos denso, superar el ángulo crítico da reflexión total — el principio de la fibra
Tipo de CSAT 2021 Ciencias (Física Ⅰ), adaptado
Cuando la luz sale de un medio hacia el aire, el ángulo crítico es 30°. ¿Cuál es el índice del medio?
①1.5
②√2
③√3
④2
⑤2.5
▸ ④ 2
1
De sinθc = 1/n se obtiene n = 1/sinθc.
n = 1sin30° = 11/2
2
Calcula.
n = 2
🎯 Puntos de examen
①Ley de Snell n₁sinθ₁=n₂sinθ₂
②ángulo crítico sinθc=n₂/n₁ (n₁>n₂)
③la reflexión total necesita más denso→menos denso Y ángulo>crítico
④mayor índice, menor ángulo crítico
⑤fibra óptica = núcleo (denso) + revestimiento (poco denso)
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