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Mis palabras

Física Reflexión total interna

Total Internal Reflection

Cuando la luz sale de un medio más denso a uno más raro, al aumentar el ángulo de incidencia el rayo refractado se acuesta en la frontera y, pasado el ángulo crítico, todo rebota. Eso es la reflexión total interna, con sinθc = n₂/n₁. La fibra óptica atrapa la luz por reflexión total porque el núcleo es más denso que el revestimiento. Cambia el ángulo de incidencia y se ve cuándo empieza la reflexión total.

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
n₂/n₁ = 1/√2, así que 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 examen
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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