Ley de Snell

La ley de Snell, en una fórmula que se utiliza para conocer la relación que se da entre el camino tomado por un rayo de luz al cruzar el límite o la superficie de separación entre dos sustancias en contacto y el índice de refracción de cada uno de ellos. Esta ley fue descubierta en el año 1621 por el astrónomo y matemático holandés Willebrord Snell. El relato de la ley de Snell no fue publicado hasta que Christiaan Huygens lo mencionó en su tratado sobre la luz.

Temas relacionados

Reflexión de la luz, refracción

¿Qué es la ley de Snell?

La ley de Snell es una fórmula que se utiliza para poder calcular el ángulo de refracción que tiene la luz cuando atraviesa la superficie de separación que existe entre dos medios diferentes.

En qué consiste la ley de Snell

Es importante antes de explicar en qué consiste la ley de Snell conocer también la definición de refracción de la luz. Este término se refiere al cambio de dirección que puede experimentar una onda cuando pasa de un medio material hacia otro. Este cambio exclusivamente se puede originar si la onda incide oblicuamente sobre el área de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos.

Entonces, la ley de Snell consiste en una fórmula que se utiliza particularmente para lograr realizar el cálculo del ángulo de refracción de la luz cuando ésta pasa la superficie de separación que existe entre dos medios que tienen un índice de refracción diferente. La ley nos explica entonces que el producto del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie de dos medios.

Historia

Willebrord Snell van Royen fue un astrónomo y matemático de origen holandés que nació en 1580 en Leiden y murió en el año 1626. Inició a estudiar derecho pero su mayor interés eran las matemáticas. Mostró también gran interés en el estudio de la física y astronomía y en el año 1615 creó un método para medir el radio de la tierra.

En el año 1621 promulgó la ley de la refracción la cual era una fórmula simple para calcular el ángulo de refracción de la luz cuando atraviesa una superficie que separa dos medios con distinto índice de refracción.

Aparentemente fue mencionada por primera vez por Ibn Sahl en el siglo X. En 1601 el término fue tomado en consideración de nuevo por Thomas Harriot, pero éste no la publicó. La ley también fue descrita por René Descartes. Muchos científicos habían analizado que los rayos de luz modificaban la dirección cuando entraban en contacto con una superficie más densa, pero Snell descubrió la ley exacta en el año 1621.

Enunciado de la ley de Snell

El enunciado de la ley de Snell nos dice que el producto del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios. Aunque esta ley fue creada con el objetivo de poder explicar los fenómenos de refracción de la luz, puede también ser aplicada a todo tipo de ondas que se encuentren atravesando una superficie de separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación la onda varíe.

Fórmula

La fórmula que se utiliza para poder aplicar la ley de Snell es la siguiente:

n1 . sen i= n2 . sen t , donde:

• i—> ángulo incidente (es el ángulo que forma el rayo incidente con la normal N).
• t—> ángulo transmitido (es el ángulo que forma el rayo transmitido con la normal N).
• n1–> indica el índice de refracción del primer medio.
• n2–> muestra el índice de refracción del segundo medio.

De la ecuación anterior se deduce que cuando n2<n1 existe un ángulo de incidencia, llamado ángulo límite, a partir del cual no se produce refracción–> Reflexión total.

i_L–>ángulo límite : i_L=arc sen(n2/n1);

Refracción

Refracción, en el campo de la física, se refiere al cambio que se da en la dirección de una onda que pasa de un medio a otro causado por su cambio de velocidad. La luz se refracta cada vez que viaja en ángulo hacia una sustancia con un índice de refracción diferente que es lo que conocemos como densidad óptica. Este cambio de dirección es originado por un cambio en la velocidad.

Aplicaciones de la ley de Snell

La refracción nos permite tener lentes, lupas, prismas y arco iris. Incluso nuestros ojos dependen de esta curvatura de luz. Sin refracción, no seríamos capaces de poder enfocar la luz en nuestra retina.

Fibra óptica

La fibra óptica es un medio de transmisión que se utiliza principalmente en redes de datos. Consiste en un hilo muy delgado de material plástico o de vidrio por medio del cual se envían impulsos de luz o datos a transmitir. El haz de la luz se propaga por la fibra por medio de un ángulo de reflexión que pasa por encima del ángulo que es el límite de la reflexión total. Esta fuente de luz que se usa puede ser un láser o también una luz led.

Las fibras óticas son muy utilizadas en telecomunicaciones pues poseen la ventaja de poder llevar información a través de largas distancias a velocidades bastante rápidas.

Ejemplos

Algunos ejemplos de la ley de Snell son:

• Cuando observamos un espejismo, éstos son originados por casos extremos de refracción de la luz, y se conoce con el nombre de reflexión total.
• Cuando observamos las montañas o árboles reflejados en las aguas de ríos o lagos.
• En fibras ópticas.