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Hidroóptica, refracción

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>Modell

ID:(1539, 0)



La refracción

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Si un haz pasa de un medio a otro en que la velocidad de propagación es distinta se observa un desvío del haz. Es dice que el haz fue refractado.

ID:(12448, 0)



Comparación mecánica, la desigualdad de terreno desvía

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Si un vehículo sufre mas resistencia en una de sus ruedas tendera a desviarse hacia aquel lado:

ID:(12441, 0)



Propagación por la curva

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Uno de los fenómenos curiosos de las ondas es que son capaces de propagar detrás de un objeto. Dependiendo del tamaño del largo de la onda el objeto afecta o no a la onda: si es mas pequeña tendera a crear sombras mientras si es mas grande incurrirá en la zona detrás.

ID:(12440, 0)



Principio de Huygens

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Un nuevo frente de onda se puede armar en función de sumar múltiples fuentes que emiten en forma esférica.

ID:(12442, 0)



Principio de Huygens y reflexión

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Para el caso de la reflexión se puede trabajar con el principio de Huygens. Para ello se localizan en forma equidistantes fuentes que son activadas a medida que la onda incidente las alcanza generándose el nuevo frente de onda que tiene el mismo angulo de reflexión que aquel con que incidió:

ID:(12458, 0)



Principio de Huygens

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Huygens postula que todo frente de ondas se puede construir si se asume que el anterior es una cadena de fuentes que emiten esfericamente. El nuevo frente se genera por simple adición constructiva mientras que las restantes superposiciones se interfieren destructivamente:

ID:(12457, 0)



Aplicando el principio de Huygens al proceso de refracción

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Ante una interface que separa medios de distinta velocidad de propagación se puede construir el nuevo frente con el principio de Huygens. De este se observa que se cumple una relación entre el angulo de incidencia y el de salida en función de la velocidad de la señal en cada medio:

ID:(12444, 0)



Refracción total

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Para el caso de que el haz viaje del medio mas lento al mas rápido se puede dar que no exista un angulo de salida para el angulo de incidencia que se escoja. En este caso ocurre lo que e llama la refracción total, es decir el haz es totalmente reflejado con un angulo de salida igual al de incidencia.

ID:(12446, 0)



Indice de refracción del agua marina en función del largo de onda

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El indice de refracción, que se asocia a la velocidad de la luz en el medio respectivo, varia según el largo de onda en el agua marina:

ID:(12490, 0)



Hidroóptica, refracción

Beschreibung

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$n$
n
Air-Lens Brechungsindex
-
$\theta_i$
theta_i
Angulo de incidencia
rad
$\theta_t$
theta_t
Angulo de transmisión
rad
$c$
c
Lichtgeschwindigkeit
m/s
$v$
v
Lichtgeschwindigkeit im Medium
m/s
$\nu$
nu
Photon Frequency
Hz
$c_i$
c_i
Velocidad de la onda en el medio incidente
m/s
$c_t$
c_t
Velocidad de la onda en el medio transmitido
m/s

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Da die Frequenz das Reziprokum der Zeit f r eine Schwingung ist:

$\nu=\displaystyle\frac{1}{T}$



bedeutet dies, dass die Lichtgeschwindigkeit gleich der Strecke ist, die in einer Schwingung zur ckgelegt wird, das ist die Wellenl nge, geteilt durch die ben tigte Zeit, das ist die Periode:

$c=\displaystyle\frac{\lambda}{T}$



Mit anderen Worten:

$ c = \nu \lambda $

(ID 3953)


Beispiele

Si un haz pasa de un medio a otro en que la velocidad de propagaci n es distinta se observa un desv o del haz. Es dice que el haz fue refractado.

(ID 12448)

Si un veh culo sufre mas resistencia en una de sus ruedas tendera a desviarse hacia aquel lado:

(ID 12441)

Uno de los fen menos curiosos de las ondas es que son capaces de propagar detr s de un objeto. Dependiendo del tama o del largo de la onda el objeto afecta o no a la onda: si es mas peque a tendera a crear sombras mientras si es mas grande incurrir en la zona detr s.

(ID 12440)

Un nuevo frente de onda se puede armar en funci n de sumar m ltiples fuentes que emiten en forma esf rica.

(ID 12442)

Para el caso de la reflexi n se puede trabajar con el principio de Huygens. Para ello se localizan en forma equidistantes fuentes que son activadas a medida que la onda incidente las alcanza gener ndose el nuevo frente de onda que tiene el mismo angulo de reflexi n que aquel con que incidi :

(ID 12458)

Huygens postula que todo frente de ondas se puede construir si se asume que el anterior es una cadena de fuentes que emiten esfericamente. El nuevo frente se genera por simple adici n constructiva mientras que las restantes superposiciones se interfieren destructivamente:

(ID 12457)

Ante una interface que separa medios de distinta velocidad de propagaci n se puede construir el nuevo frente con el principio de Huygens. De este se observa que se cumple una relaci n entre el angulo de incidencia y el de salida en funci n de la velocidad de la se al en cada medio:

(ID 12444)

Para el caso de que el haz viaje del medio mas lento al mas r pido se puede dar que no exista un angulo de salida para el angulo de incidencia que se escoja. En este caso ocurre lo que e llama la refracci n total, es decir el haz es totalmente reflejado con un angulo de salida igual al de incidencia.

(ID 12446)

El indice de refracci n, que se asocia a la velocidad de la luz en el medio respectivo, varia seg n el largo de onda en el agua marina:

(ID 12490)


ID:(1539, 0)