Wave guide
12 Dec, 2011
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PDFCarrying light
PRESENTATION: A spiral-shaped plastic rod is lit from one end with a light source that travels almost without loss to the other end, where most of the incident light is observed.
- Simulating optical fibers, Dale Edgar, Phys. Teach. 26, 504 (1988)
- A simple demonstration of the total internal reflection in fibers, J. Hellemans, Phys. Teach. 22, 589 (1984)
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Este experimento muestra de forma sencilla el fenómeno de la reflexión interna total. Esta tiene lugar cuando un haz de luz atraviesa un medio con un índice de refracción menor que aquel en el que se encuentra, de modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios, reflejándose completamente. Este fenómeno solo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor crítico. La reflexión interna total se emplea en distintos productos, como en la fibra óptica, conduciendo la luz sin pérdidas de energía; así como en las cámaras reflex y en algunos tipos de prismáticos. Además, también es responsable de los destellos de luz característicos de los diamantes tallados.
Los dos vídeos resultan muy curiosos y prácticos para visualizar cómo funciona la fibra óptica. En este enlace está disponible una explicación adicional, tanto en texto como en audio, de cómo funciona la fibra óptica. Al utilizar muy poco vocabulario técnico, podría ser útil para explicar cómo funciona la fibra óptica a alumnos de los primeros cursos de ESO.
Como bien dicen otros comentarios, estos experimentos permiten visualizar de forma sencilla el concepto de reflexión interna total.
Cuando la luz alcanza la frontera entre dos medios de distinta densidad, como pueden ser el agua y el aire, se refracta. Cuando la luz incide en un determinado ángulo, el ángulo en que se refracta es incapaz de atravesar la superficie entre ambos medios, por lo que se refleja completamente. Este fenómeno se explica muy bien en el siguiente vídeo.
También comentar que este es el fenómeno por el que se ven coloreados los chorros de agua en las fuentes decorativas que incorporan luz.
El aparato de Colladon se puede utilizar para explicar el fenómeno de reflexión total de la luz confinada en un chorro de agua que, curiosamente, se trata del mismo efecto que se produce en la fibra óptica, citada anteriormente por otros usuarios. Para conocer más sobre la llamada “fuente de Colladon” propongo la lectura de este artículo de carácter didáctico. En mi opinión, es un texto muy interesante que explica los conceptos de forma clara y concisa, lo recomiendo encarecidamente.
Como indican otros compañeros, este experimento demuestra el principio de funcionamiento de uno de los sistemas de comunicaciones más utilizado en la actualidad, la fibra óptica, lo que puede resultar de especial interés para el alumnado saber como funciona. En el siguiente documento se hace una explicación de este experimento y se compara con lo que ocurre cuando se utiliza una fibra óptica.