User:


Reflexión Total
Storyboard

When the light passes from a medium with a high index of refraction (low speed) to one with a lower index of refraction (higher speed) the beam is refracted at a greater angle than the normal interface. This leads to the fact that for a certain angle of finite incidence the angle of refraction reaches 90 degrees making it impossible for the beam to pass to the second medium. That leads to the beam experiencing a total internal refraction.

>Model

ID:(1262, 0)


Refractive Index Change
Definition

Cuando la luz en un medio con velocidad de la luz c_i alcanza una medio con una velocidad de la luz c_e el haz en en parte reflejado y en parte transmitido.

La transmisión sin embargo no solo puede perder intensidad, por la fracción reflejada, también puede ser desviada. Este desvío se denomina refracción.

ID:(429, 0)


Refraction of Light Beam in Vacuum Medium
Image

Paso de medio con mayor a menor velocidad

ID:(1849, 0)


Refraction of Light Beam in Medium to Vacuum
Note

Cuando un haz pasa de un medio de menor velocidad v_i a uno con mayor v_e su dirección se altera de modo que el angulo de incidencia \theta_i se agranda:

ID:(1850, 0)


Total Refraction
Quote

Cuando se pasa de un medio en que la velocidad de la luz es menor a uno que es mayor existe la situación de que a un ángulo de incidencia muy grande no existe un correspondiente angulo de refracción. En estos casos la luz solo se refleja y hablamos de reflexión total.

En la siguiente imagen se ven distintos haces que al llegar a ser muy grande el angulo comienzan a sufrir reflexión total:

ID:(1851, 0)


Total Refraction in Water as seen by an Diver
Exercise

If the beam in a medium of less speed tries to move to a medium of greater speed in an angle such that there is no refractive angle this is fully reflected in the interface between both means.

ID:(1852, 0)


Observando la refracción total
Equation

En el caso de que se pase de un sistema de menor a mayor velocidad existe la situación en que el haz transmitido, que tiene que ser siempre mayor al incidente, llegue a ser 90 grados. Si en esa situación se continua aumentando el angulo de incidencia se observara que el haz comienza a reflejarse bajo el mismo angulo que incidió:

Este fenómeno se denomina refracción total.

ID:(12675, 0)


Refracción total en el agua
Script

Si consideramos lo que vera un buso debajo del agua veremos que ...

• Existe un cono en que no existe refracción total que esta sobre el. Esto porque al mirar hacia arriba la luz que viene dentro del agua logra 'escapar' porque su angulo respecto de la normal es menor que el angulo critico. Por esta razón en esta dirección vemos lo que esta fuera del agua.
• Fuera del cono todo lo que esta dentro del agua se refleja en la superficie. Esta opera como un espejo mostrando todo en forma invertida y se superpone con lo que se ve dentro del agua (como por ejemplo la ola en la superficie).
&bull: Adicional a lo que se ve reflejado en la superficie el buzo ve lo que esta dentro del agua.

Como la velocidad de la luz en el agua es 2.2541e+8 m/s y en el aire 2.9979e+8 m/s es se puede calcular el angulo de refracción total. Este resulta con un valor de 48.5 lo que muestra que el cono es una sección no menor de la superficie.

ID:(12680, 0)


Total Energy
Description

The total energy is the sum of the total kinetic energy and the potential energy where the total kinetic energy is the sum of the kinetic energy of translation and rotation.

Variables
Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units
$E$
E
Energy
J
$Q$
Q
Heat Dispelled
$z$
z
Height above Floor
m
$K_i$
K_i
Kinetic energy 1
J
$V$
V
Potential Energy
J
$U_i$
U_i
Potential energy 1
J
$v$
v
Speed
m/s
$E$
E
Total Energy
J
$K$
K
Total Kinetic Energy
J

Calculations

First, select the equation:   to ,  then, select the variable:   to 
Symbol
Equation
Solved
Translated

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

 Variable   Given   Calculate   Target :   Equation   To be used


Equations

When an object is raised to a height $h$, it gains potential energy

$ V = - m_g g z $



If the object starts to fall, the potential energy will transform into kinetic energy:

$ K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2$



By the time the object reaches the ground ($h=0$), all the potential energy has been converted into kinetic energy, leading to the equation:

$\displaystyle\frac{m}{2}v^2=mgh$



If the velocity is solved for, it can be obtained as

$ v =\sqrt{2 g h }$

(ID 9903)

Examples

The total Energy ($E$) corresponds to the sum of the total Kinetic Energy ($K$) and the potential Energy ($V$):

$ E = K + V $

(ID 3687)

When we have friction, we observe that bodies heat up, which makes sense to discuss thermal energy. In these cases, the total energy

$ E = K + V $



doesn't seem to be conserved unless we interpret the generated heat as another form of energy. Mohr was the first to realize that the sum of kinetic energy $K$, potential energy $V$, and thermal energy $Q$ is conserved

$ E = K + U + Q $

and there are only conversions between these.

(ID 3247)

In a more complex system, the total kinetic energy is equal to the sum of the kinetic energies of the individual parts

$ K = \displaystyle\sum_i K_i $

(ID 7149)

In a more complex system, the total potential energy is equal to the sum of the potential energies of the individual parts

$ V =\displaystyle\sum_i V_i $

(ID 7150)

An object that is raised to a height $h$ gains potential energy

$ V = - m_g g z $



If the object begins to fall, the potential energy transforms into kinetic energy,

$ K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2$



thus, the speed at which it impacts the ground is:

$ v =\sqrt{2 g h }$

(ID 9903)

ID:(1423, 0)