¿Cuándo aparece esto en el examen? Un rayo de luz pasa de un medio a otro y te piden el ángulo de refracción, el índice de refracción de uno de los medios, la velocidad o la longitud de onda de la luz en cada medio.

El índice de refracción

El índice de refracción de un medio es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío $c$ y la velocidad en ese medio $v$:

$n = \frac{c}{v}$

El índice es siempre mayor o igual que 1. En el vacío $n = 1$, en el agua $n \approx 1{,}33$, en el vidrio $n \approx 1{,}5$. Mayor índice significa luz más lenta en ese medio. La frecuencia de la luz no cambia al cambiar de medio, pero sí la longitud de onda:

$\lambda_{medio} = \frac{\lambda_{vacío}}{n}$

La ley de Snell

Cuando un rayo pasa de un medio con índice $n_1$ a otro con índice $n_2$, los ángulos de incidencia $\theta_1$ y de refracción $\theta_2$ — ambos medidos respecto a la normal a la superficie — cumplen:

$n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$

Si $n_2 > n_1$ (paso a un medio más denso ópticamente), el rayo se acerca a la normal: $\theta_2 < \theta_1$. Si $n_2 < n_1$, el rayo se aleja de la normal: $\theta_2 > \theta_1$.

📐 Diagrama: dos medios separados por una superficie horizontal. Medio superior con $n_1$ menor (menos denso) y medio inferior con $n_2$ mayor (más denso). Normal vertical trazada en el punto de incidencia. Rayo incidente en el medio superior formando ángulo $\theta_1$ con la normal. Rayo refractado en el medio inferior formando ángulo $\theta_2 < \theta_1$ con la normal (se acerca a la normal al entrar en el medio más denso). Rayo reflejado en trazo punteado, simétrico al incidente respecto a la normal. Ángulos $\theta_1$ y $\theta_2$ claramente marcados.

Errores frecuentes

Medir los ángulos respecto a la superficie en lugar de respecto a la normal. La ley de Snell usa ángulos desde la normal. Un rayo que incide casi rasante a la superficie forma un ángulo próximo a 90° con la normal, no próximo a 0°.

Invertir los índices en la ley de Snell. La fórmula es $n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$: el índice del primer medio multiplica al seno del ángulo en ese mismo medio.

Confundir velocidad e índice. Mayor índice implica menor velocidad. La luz va más despacio en medios con $n$ alto.