Refracción de ondas ¿Y qué?

Las ondas tienen muchas propiedades realmente sorprendentes si nos detenemos a pensarlo. Una de ellas tiene que ver con los índices de refracción, algo que seguramente todo el mundo ha oído mencionar alguna vez, aunque fuera en la  ESO.

Hagamos un resumen rápido:

¿Qué significan los índices de refracción?

Los índices de refracción están relacionados con la velocidad a la que una onda se mueve en un medio. Ojo, no con su movimiento oscilatorio, sino con su movimiento de avance (“velocidad de propagación”).

En concreto la relación de los índices de índices de refracción de dos materiales es inversamente proporcional a la relación de índices de refracción entre ambos medios. Veámoslo en un ejemplo: si un material (1) tiene un índice de refracción con valor 1,5 y otro material (2) tiene un índice de refracción de 3.  Esto significa que la onda va el doble de rápido en el material (1) que en el material (2), pues su índice de refracción es la mitad.

¿Qué ocurre cuando la onda pasa de un material a otro, que tiene diferente índice de refracción?

Al pasar de un material a otro con diferentes índices de refracción, la velocidad de la onda varía instantáneamente. Pero si es un cambio instantáneo, la onda “se rompería”, excepto si la trayectoria cambiase. Esto se ve muy bien en la siguiente animación:

La línea roja es perpendicular a la superficie de la onda a lo largo de su longitud y por tanto marca la trayectoria de propagación. Como veis, la onda se deforma (variando su trayectoria) al entrar en otro medio para compensar el cambio de velocidad.

Pero aunque se deforma, daos cuenta que la onda no “se rompe”. Si os fijais en la superficie, la onda por encima y por debajo de ella no está rota: las líneas azules no se cortan al llegar a la superficie sino que ¡siguen siendo contínuas!

Entonces ¿las ondas se tuercen?

Efectivamente, una onda varía su trayectoria al pasar de un índice de refracción a otro. Planteemos ahora un caso un poco más complejo. Digamos que hay varias superficies consecutivas, cada una con mayor índice que al anterior. Ocurrirá algo así:

espejismo6

Con cada superficie consecutiva, el efecto se acumula y la onda torcerá aún más su trayectoria. Al final parece que la onda sigue una trayectoria “curva”. De hecho, se curva hacia donde su velocidad es menor.

¿Y qué?

Bueno, es una pregunta muy razonable. La razón por la que he explicado rápidamente esto, es porque los próximos días voy a dedicar varios post a interesantes ejemplos que hay en la naturaleza, y merece la pena refrescar estas ideas. Si queréis saber de que se trata, no dejéis de pasar por aquí los próximos días ^^

EDITO: Dejo aquí los post que he ido publicando sobre este tema:

Cuando la luz se tuerce

Canales de Sonido I

Canales de Sonido II

Fuentes:

Wikipedia

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/espejismo/espejismo.htm

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9 comentarios to “Refracción de ondas ¿Y qué?”

  1. Canales de sonido I « Curiosidad Científica Says:

    […] primer lugar hay que recordar el punto esencial: la trayectoria de una onda puede curvarse debido al índice de refracción. Pero si pueden tomar trayectorias curvas significa que la onda podría moverse de forma sinusoidal […]

  2. Canales de Sonido II « Curiosidad Científica Says:

    […] En el eje vertical está la profundidad del océano (en metros). En el eje horizontal se representa distancia horizontal (en millas naúticas). Como veis, por el canal se transmiten ondas en muchas trayectorias diferentes, algunas más amplias y otras más cerradas. De nuevo, no confundáis estas líneas, que son trayectorias, con el propio movimiento ondulatorio de las ondas. No tienen nada que ver. Si no lo entiendes bien, te recomiendo leer este artículo. […]

  3. dario Says:

    tienen muy buena informasion que nos ayuda alos pequeños cientificos del malana aser mejores
    grasias chao

  4. ahskar Says:

    Me alegra mucho que te haya sido útil el post ^^
    Gracias a ti por el comentario.

  5. Breve curiosidad #16: La solución « Curiosidad Científica Says:

    […] una onda de choque. Este frente de choque tiene un salto repentino de densidad, lo que provoca la refracción de la luz y lo hace perfectamente visible, como podéis comprobar en el vídeo […]

  6. Estrellas: El conocimiento de la Luz I « Curiosidad Científica Says:

    […] direcciones. Podéis encontrar una explicación más detallada de la refracción en mi post Refracción de Ondas ¿y qué?.¿Qué pinta tiene un […]

  7. Niren Says:

    Gracias por dedicar tiempo a escribir sobre esto, es muy interesante :D

  8. ahskar Says:

    Muchas gracias :)

  9. ¿QUE ES UN CANAL DE AUDIO? « robertocomentarista209 Says:

    […] primer lugar hay que recordar el punto esencial: la trayectoria de una ondapuede curvarse debido al índice de refracción. Pero si pueden tomar trayectorias curvas significa que la onda podría moverse de […]


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