refracción

La refracción es el cambio de dirección de una onda cuando atraviesa la interfase entre dos medios con diferentes velocidades de propagación. En óptica, se refiere principalmente a la luz, pero también puede ocurrir con ondas sonoras y ondas sísmicas. Este fenómeno resulta de que cada medio tiene un índice de refracción distinto.

La dirección de la onda cambia de acuerdo con la ley de Snell: n1 sin θ1 = n2 sin θ2, donde θ1 es el ángulo de incidencia respecto a la normal y θ2 el ángulo de refracción. El índice de refracción n se define como la velocidad de la luz en el vacío c dividida entre la velocidad de propagación v en el medio (n = c/v).

El cambio de velocidad depende de la frecuencia de la onda; para la luz, diferentes longitudes de onda viajan a velocidades distintas en un mismo medio, lo que provoca dispersión y separación de colores al atravesar un prisma o al producirse un arco iris. En interfaces curvas se generan trayectorias anguladas.

Si la onda pasa de un medio más denso a uno menos denso y el ángulo de incidencia supera un ángulo crítico, puede ocurrir reflexión total interna, con prácticamente toda la energía quedando confinada dentro del medio inicial. Parte de la luz siempre puede reflejarse en la frontera.

Entre las aplicaciones se cuentan lentes ópticas para corrección visual y cámaras, fibras ópticas para telecomunicaciones y diversos instrumentos de laboratorio. Valores típicos de n: aire ≈ 1.0003, agua ≈ 1.333, vidrio ≈ 1.5–1.9 y diamante ≈ 2.42.