Ejemplo: Una capa de aceite (n = 1.45) flota sobre agua. Un rayo penetra dentro del aceite con un ángulo de 40° respecto a la interfaz aceite-agua. Encuentre el ángulo de refracción en el agua.
se obtiene:
Solución:
En el medio de refracción :
En el medio de incidencia :
Si el ángulo con respecto a la superficie es de 40°, el ángulo de incidencia es: Al dividir las expresiones anteriores: El medio donde incide el rayo es aceite por lo que y el medio donde se refracta es agua, La desviación de los rayos de luz cuando pasa de un medio a otro que tiene distinto índice de refracción produce algunas ilusiones ópticas:
Usando la ley de Snell: ( (
) )
El ángulo con que se refracta la luz en el agua es mayor que el ángulo de incidencia en aceite, debido a que el agua posee un menor índice de refracción que el aceite. Figura 20. Un lápiz parcialmente sumergido en agua.
Cuando un rayo pasa de un medio hacia otro medio que tiene mayor índice de refracción :
La luz tiene menor rapidez en el segundo medio.
El ángulo de refracción es menor que el ángulo de incidencia , por lo que el rayo se desvía acercándose a la normal, tal como la Figura.
Los objetos parcialmente sumergidos en líquidos transparentes parecen estar quebrados, debido a que los rayos provenientes de la parte sumergida han sufrido una desviación.
En el caso contrario, cuando un rayo pasa de un medio hacia otro medio que tiene menor índice de refracción :
La luz tiene mayor rapidez en el segundo medio.
El ángulo de refracción es mayor que el ángulo de incidencia , por lo que el rayo se desvía alejándose a la normal.
Si la luz pasa de un medio hacia un medio , la relación entre las rapideces de la luz en los medios 102
Figura 21. Esquema de cómo la luz reflejada en el lápiz sumergido cambia de dirección al pasar del agua al aire, engañando el ojo humano.
Esto explica porque los objetos que se encuentran dentro de un líquido transparente se aprecian a una profundidad aparente menor a la real cuando se ve desde la superficie de otro medio con menor índice de refracción.