Calculadora Ley de Snell: refracción, ángulo crítico, Brewster
Calcula el ángulo de refracción con la ley de Snell n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂), el ángulo crítico de reflexión total y el ángulo de Brewster. Cuatro modos.
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Ley de Snell
La ley de Snell (Willebrord Snell, 1621; publicada por Descartes, 1637) describe la refracción de la luz entre dos medios transparentes con distinto índice: n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂), con θ medidos desde la normal. Se deduce del principio de Fermat (tiempo mínimo).
Índice de refracción
n = c/v, con c = 299 792 458 m/s. Valores a 589 nm: vacío 1; aire ~1,0003; agua 1,33; aceite 1,47; vidrio 1,517; diamante 2,42; silicio (IR) 3,44. Depende de λ (dispersión).
Medio lento a rápido
Si n₁ n₂ y θ supera θ_c: reflexión total interna.
Ángulo crítico
sin(θ_c) = n₂/n₁ (n₁ > n₂). Agua-aire 48,75°; vidrio-aire 41,8°; diamante-aire 24,4°. Explica el brillo del diamante, la fibra óptica, los prismas reflectores.
Ángulo de Brewster
tan(θ_B) = n₂/n₁. La luz reflejada queda completamente polarizada. Aire-agua 53,1°; aire-vidrio 56,3°. Base de las gafas polarizadas.
Leyes auxiliares
- Reflexión: θ_refl = θ_inc.
- Reversibilidad del rayo.
- Ecuaciones de Fresnel: intensidades reflejada/refractada según polarización.
- Índice de grupo n_g = n + ω·dn/dω para impulsos.
Aplicaciones prácticas
Las lentes de gafas, microscopios, telescopios y objetivos fotográficos se diseñan integrando la ley de Snell en cada superficie refractiva (trazado de rayos). Las fibras ópticas transportan señales telecom explotando la reflexión total interna: el núcleo tiene n mayor que el revestimiento (típicamente 1,474 vs 1,444), dando θ_c ≈ 78° y apertura numérica NA = √(n_core² − n_clad²). En medicina la ecografía usa una ley análoga para ondas sonoras. Los faros de Fresnel concentran luz con gradientes de índice. Los dispositivos AR/VR modernos usan guías de onda con ángulos críticos bien calibrados.
Cómo usar
Modos: refracción, ángulo crítico, Brewster, índice de refracción. Ángulos en grados. Marca la reflexión total cuando θ > θ_c.
Una ley con mil años de historia
La ley de la refracción fue enunciada por primera vez por el matemático persa Ibn Sahl en Bagdad en el año 984, seis siglos antes de que Willebrord Snel van Royen (Snellius) la redescubriera en Leiden en 1621. En Francia se conoce como ley de Snell-Descartes, porque Descartes fue el primero en publicarla, en su Dióptrica de 1637. Fermat la demostró después con el principio del tiempo mínimo: la luz elige el camino más rápido, no el más corto.
Consejos de uso de la calculadora
Introduce los índices de refracción sin unidades (aire ≈ 1, agua 1,33, vidrio 1,5, diamante 2,42) y los ángulos en grados medidos desde la normal, no desde la superficie. Si al pasar a un medio menos denso el seno resulta mayor que 1, la calculadora indica reflexión total y muestra el ángulo crítico. En el modo velocidad, usa metros por segundo: la luz en el vacío viaja a 299 792 458 m/s.
Actualizado a julio de 2026
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