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El Principio de Huygens establece que todos los puntos de un frente de ondas se comportan como fuentes puntuales para ondas esféricas secundarias que parten de ellos propagándose hacia el exterior. La posición del frente de ondas en un instante posterior se determina mediante la tangente común (envolvente) a los frentes de onda de las ondas secundarias. El Principio de Huygens puede utilizarse para analizar o explicar diversos fenómenos ópticos y, en particular, para describir el fenómeno de la refracción. Aunque el Principio de Huygens pueda parecer extraño y artificial, es una consecuencia directa de las leyes básicas de la Óptica Ondulatoria. En esta ilustración se aplica el Principio de Huygens al estudio de lo que le pasa a un rayo de luz cuando pasa de un medio material a otro. Reinicio.
Se comienza con la animación correspondiente a
n1 = n2 . Pulse
"marcha" para empezar. Verá un frente de ondas, representado por una línea blanca, que se mueve con un cierto ángulo avanzando hacia la separación entre los dos medios. El
Principio de Huygens se aplica a todos los puntos a lo largo del camino de avance del frente de ondas. Pero, para hacerlo más sencillo, sólo se visualizará la creación de las ondas secundarias cuando el frente pase por la superficie de separación entre los medios (que en esta ocasión son el mismo medio). Deje que progrese la animación y observe cuidadosamente la formación de los frentes de onda secundarios cuando el frente principal llega a la región central. En este caso, el frente de ondas, obtenido por la envolvente de los frentes secundarios en el medio de la derecha, coincide con el principal que se dibujaba en el medio de la izquierda si se hubiera continuado dibujando. Revise este caso de
n1 = n2 hasta que sienta que comprende lo que está representándose.
A continuación pase a iniciar la animación correspondiente a n2 > n1. Dado que
n2>n1, la velocidad de las ondas es menor en el medio 2 (derecha) que en el 1
(izquierda). Observe cuidadosamente el tránsito del frente de ondas en la zona del cambio de medios. Como los frentes de onda viajan más despacio en el segundo medio, se explica por qué el frente de ondas gira hacia abajo. Es conveniente que analice el proceso parando la animación y siguiéndola paso a paso a medida que el frente de ondas pasa de un medio al otro.
Finalmente pase a iniciar la animación correspondiente a
n2 < n1
. En este caso la velocidad aumenta cuando se pasa al segundo medio y el resultado es que el frente de ondas gira hacia arriba.
Nota: Recuerde que el rayo dibujado (en rojo) corresponde a la perpendicular al frente de ondas.
Ilustración creada por Melissa Dancy.
Script creado por Morton Brydensholt.
© 2004 Pearson Educación S. A.