REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN

REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN

Si un rayo de luz que se propaga a través de un medio homogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo, parte de la luz es reflejada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser absorbido.

La cantidad de luz reflejada depende de la relación entre los índices de refracción de ambos medios. El plano de incidencia se define como el plano formado por el rayo incidente y la normal (es decir, la línea perpendicular a la superficie del medio) en el punto de incidencia.

Los ángulos de reflexión y refracción se definen de modo análogo.

Ley de Snell : El producto del índice de refracción del primer medio y el seno del ángulo de incidencia de un rayo es igual al producto del índice de refracción del segundo medio y el seno del ángulo de refracción.

El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie de separación de los medios en el punto de incidencia están en un mismo plano.

Un ejemplo habitual es el de un objeto sumergido, observado desde encima del agua, sólo se representan rayos oblicuos para ilustrar el fenómeno con más claridad.

la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con superficies de separación

paralelas. El índice de refracción del agua es más bajo que el del vidrio. Como el índice de refracción del primer y el último medio es el mismo, el rayo emerge en dirección paralela al rayo incidente AB, pero resulta desplazado   

La velocidad de la luz es menor en la sustancia de mayor densidad Si un rayo incide de forma oblicua sobre un medio con un índice de refracción mayor, se desviará hacia la normal, Mientras que, si incide sobre un medio con un índice de refracción menor, se desviará alejándose de ella. Los rayos que inciden en la dirección de la normal son reflejados y refractados en esa misma dirección.

Se llama índice de refracción absoluto "n" de un medio transparente al cociente

entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad que tiene la luz en ese

medio.

Fibra Óptica – Índice de refracción

El índice de refracción especifica la velocidad de la luz en el vacío con respecto a la velocidad de la luz en el material.

Es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un medio transparente a otro también transparente. Este cambio de dirección está originado por la distinta velocidad de la luz en cada medio

INDICES DE REFRACCIÓN
Vacío	1.0
Aire	10.003
Agua	1.33
Cable de Fibra Óptica (MM)	1.457
Cable de Fibra Óptica (SM)	1.471
Vidrio	1.5 - 1.9

El valor de "n" es siempre a dimensional y mayor que la unidad, es una constante característica de cada medio: n = c/v.

INDICES DE REFRACCIÓN

El índice de refracción se puede ajustar por medio de un adecuado dopado, es decir agregando determinados óxidos durante la separación de la fase gaseosa.

Depende en alto grado de la concentración de diferentes elementos dopantes Flúor, trióxido de Boro, Dióxido de Germanio, Pentóxido de Fósforo. Otro motivo por el cual se atenúa la luz es la absorción de los metales de transición Fe, Cu, Co, Cr, Ni, Mn y por el agua en forma de iones de OH. La concentración de estas impurezas se indica en ppm. La absorción de estas impurezas es muy marcada.

Según la impureza, la atenuación puede ser importante a determinada longitud de onda. Por esto se habla de bandas de absorción en la correspondiente gama de longitudes de onda.

El vidrio de cuarzo es una “sustancia isotrópica”, quiere decir que sus propiedades físicas son las mismas independientemente de la dirección, pero se deja afectar por la temperatura.

EL EFECTO DE LA FIBRA OPTICA

LA REFLEXIÓN

es además la propiedad del movimiento ondulatorio por la que una onda retorna al propio medio de propagación tras incidir sobre una superficie. Cuando una forma de energía —como la luz o el sonido— se transmite por un medio y llega a un medio diferente, lo normal es que parte de la energía penetre en el segundo medio y parte sea reflejada.

Construcción de la Fibra

La fibra está constituida por núcleo y recubrimiento

Esas dos partes son fabricadas en un solo procedimiento: no es posible separarlas por medios mecánicos

El núcleo posee mayor densidad óptica que el recubrimiento (mediante implementación de impurezas, cambio del índice de refracción)

Perfiles de los conductores de la Fibra Óptica

Si en un conductor de fibra óptica se considera el índice de refracción n en función del radio r, se tiene el perfil del índice de refracción de ese conductor.

Con el se describe la variación radial del índice de refracción del conductor de fibra óptica desde el eje del núcleo hacia la periferia del recubrimiento.

Este tipo de variación se denomina perfiles graduales