159. FENÓMENOS LUMINOSOS: REFLEXIÓN TOTAL INTERNA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 159: Fenómenos Luminosos: Reflexión Total Interna.
Tema: Energía y Ondas.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 Consideremos la siguiente situación, supongamos que tenemos un medio 1 de mayor densidad que un medio 2, por ejemplo, cristal y aire, es decir, con un índice de refracción N1 mayor que el índice de refracción del medio 2. Entonces, tenemos un rayo incidente que viene de la zona de la sustancia que tiene mayor densidad y emerge a la zona donde hay menor densidad. Entonces, aquí tenemos el ángulo de incidencia y aquí tenemos el ángulo de refracción. Tenemos el fenómeno de refracción de la luz. Allí tenemos dibujada la normal. Supongamos que entonces este ángulo de incidencia lo empezamos a aumentar más y más hasta que llegue un momento en que este rayo refractado se empieza como a acostar a volverse casi que horizontal hasta un punto en que el rayo refractado viaja por la frontera que divide los dos medios. En ese momento tenemos aquí lo que se llama el ángulo crítico y lo vamos a llamar como Ic. Es decir, para este ángulo de incidencia entonces tenemos rayo incidente y el rayo refractado viaja por toda la frontera entre el medio 1 y el medio 2. Es decir, el rayo no emerge al medio 2. Si continuamos aumentando el ángulo de incidencia, es decir, valores mayores que Ic, tenemos entonces ya el fenómeno de reflexión interna, es decir, el ángulo de incidencia congruente o igual al ángulo de reflexión. Este fenómeno es lo que se conoce con el nombre de reflexión total interna, es decir, lo que apreciamos acá, cuando el rayo queda prácticamente atrapado en el primer medio, si no emerge al segundo medio. Este fenómeno de reflexión total interna es el que se aprovecha en los diamantes para que un rayo de luz que entra al diamante prácticamente se quede atrapado en su interior y produzca el brillo tan espectacular que tienen los diamantes. También tiene una gran aplicación en lo que es la fibra óptica, porque lo que se hace es que la onda electromagnética queda atrapada dentro de la fibra óptica que como sabemos tiene aplicaciones en medicina y en telecomunicaciones. A partir de la ley de Snell vamos a deducir una expresión para calcular el ángulo crítico. Entonces decimos N1 por seno del ángulo de incidencia, ángulo crítico, estamos en esta situación, es igual a N2, el índice de refracción del rayo 2, por el seno del ángulo de refracción. Pero en este caso el ángulo de refracción es de 90 grados, si forma un ángulo recto, seno de 90 grados, el seno de 90 grados equivale a 1, por lo tanto N2 por 1 nos da N2, podemos retirar esto entonces y de allí despejamos la expresión para el seno del ángulo crítico, que será entonces igual a N2 dividido entre N1, este N1 que estamos multiplicando lo pasamos a dividir y con esto, con esa expresión entonces determinaríamos el valor del ángulo crítico, es decir, el ángulo límite para el cual si lo aumentamos un poco más tenemos el fenómeno de reflexión total interna. Música
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