Refracción y lentes
Apunta un láser al agua y al vidrio, mira cómo se dobla según la ley de Snell o se refleja por completo, y mueve una vela para ver la imagen que forma una lente.
Estándares: HS-PS4-1
1Pregúntate
Pon un popote en un vaso con agua y míralo de lado: parece roto en la superficie. Una lupa hace que una hormiga se vea enorme. Los dos trucos vienen de que la luz se dobla.
2Explora
Esta actividad necesita una pantalla más grande
Gira el teléfono o abre esta lección en una tableta o computadora. La explicación y el cuestionario de abajo funcionan aquí.
- Apunta el láser del aire al agua. ¿La luz se dobla hacia la normal (la línea discontinua) o se aleja de ella?
- Prueba vidrio en vez de agua. ¿Se dobla más o menos?
- Cámbialos: agua arriba y aire abajo. Gira el láser despacio. ¿Qué pasa al pasar el ángulo crítico?
- Elige Lente. Aleja el objeto y luego acércalo a la lente. ¿Cuándo sale la imagen invertida? ¿Cuándo es más grande?
- Pon el objeto más cerca que F. ¿Dónde aparece ahora la imagen?
3Entiende
La luz se dobla en una frontera
La luz que viene del fondo del popote cambia de dirección al salir del agua. Tus ojos suponen que la luz va en línea recta, así que el popote parece roto. Este doblez se llama refracción.
La luz se dobla hacia la normal cuando se frena. Una lente convexa forma una imagen real invertida de los objetos lejanos, y una imagen virtual derecha y más grande de los objetos dentro de su distancia focal.
4Practica
La luz pasa inclinada del aire al vidrio. ¿Hacia dónde se dobla?
5Resumen
- Refracción: la luz se dobla al pasar a un material donde tiene otra rapidez.
- Ley de Snell: n₁ sen θ₁ = n₂ sen θ₂, con ángulos medidos desde la normal.
- Material más lento → se dobla hacia la normal; más rápido → se aleja.
- Más allá del ángulo crítico, la luz se refleja por completo (reflexión total interna).
- Una lente convexa enfoca la luz paralela en F; 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ.