Reflexion interna total de un rayo de luz PDF

Preview

Summary

apuntes 1...

Description

Reflexión Interna Total La reflexión interna total se utiliza en fibra óptica para conducir la luz a través de la fibra sin pérdidas de energía. En una fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción más grande que el material que lo rodea. El ángulo de la incidencia de la luz es límite o crítico para la base y su revestimiento y se produce una reflexión interna total que preserva la energía transportada por la fibra.

Reflexión total Interna. Cuando la luz pasa de un medio óptimamente más denso, con índice de refracción n1, a otro medio óptimamente menos denso, con índice de refracción n2, el rayo de luz incidente, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente y quedando confinado totalmente el haz luminoso en el medio ópticamente más denso por cuyo interior se propaga. La reflexión interna total solamente ocurre en rayos viajando de un medio de alto índice refractivo hacia medios de menor índice de refracción. Algunas aplicaciones Sensores Los sistemas eléctricos convencionales son a menudo inadecuados en entornos de altas tensiones y zonas con campos interferentes, locales de industrias con emanaciones, La fibra óptica no nos plantea este problema.

Gracias a la exactitud que nos proporciona este medio, los sensores son un punto bastante importante en el que se aplica la tecnología de la fibra óptica.

Una aplicación táctica muy interesante es el uso de la fibra para la colocación de radares distantes del centro de operaciones; así se pueden disponer con gran margen de seguridad los radares de detección en cualquier punto de las operaciones, ya que la seguridad de la fibra frente a los factores ambientales es extraordinaria.

Iluminación Es obvio que, ante todo, lo que la fibra óptica transporta es luz. Al margen de la información que esta pueda enviar, esta aplicación es bastante importante, ya que, debido a sus particulares características nombradas anteriormente, nos permite con suma facilidad iluminar zonas especiales sometidas a toxicidades, riesgos de incendio, etc. tales como industrias petrolíferas, explotaciones mineras, industrias de altos componentes inflamables y muchas otras. Las fibras ópticas se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.

Demostración: De la reflexión interna total de un rayo de luz. Materiales:  

Un recipiente con agua. Una lámpara laser.

Ilustración 1 Recipiente con agua. Para este experimento se requirió de un lugar oscuro para poder apreciar el rayo de luz. Explicación del fenómeno del experimento: Cuando la luz pasa de un medio óptimamente más denso, con índice de refracción n1, a otro medio óptimamente menos denso, con índice de refracción n2, el rayo de luz incidente, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente y quedando confinado totalmente el haz luminoso en el medio ópticamente más denso por cuyo interior se propaga. Para que este fenómeno ocurra es necesario que el ángulo del rayo de luz incidente respecto a la normal sea mayor o igual al ángulo de incidencia crítico θc. para este ángulo, el ángulo de salida del rayo reflejado alcanzará los 90º, para todos los ángulos de incidencia mayor que este ángulo la luz deja de atravesar la superficie entre ambos medios y es reflejada internamente de manera total. Si el recipiente fuera más largo y con fondo de espejo, se apreciaría un zigzag con los rayos de luz.

Laser

Ángulo formado. O Reflexión interna total Ónn

Ilustración 2 Comportamiento del láser en el agua. Segundo experimento de la reflexión interna total: Materiales:  

Una botella transparente con un orificio en la parte baja. Lámpara laser.

En este experimento se puede aprecia que la luz sigue la trayectoria de la corriente del agua, conforme va disminuyendo la presión del agua, se puede observar que el rayo de luz también va cambiando su posición.

Ilustración 3 Mayor presión del agua.

En esta ilustración se observa que la precisión del agua es menos y conforme desciende la corriente el rayo acompaña la corriente de agua, aquí al igual que en el experimento anterior se dice que se forma un zigzag infinito y debido al que el diámetro del chorro de agua es pequeño, no se logra apreciar bien dicho fenómeno.

Ilustración 4 Menor presión del agua. Con esto se logra demostrar que la luz se puede manipular y cambiar de forma. Es por ello que se tiene muchos usos la reflexión interna total de un rayo de luz....