Principio de Fermat

En esta página, vamos a estudiar el comportamiento de una onda plana que se propaga hacia la superficie de separación de dos medios (A y B). Al llegar a la superficie de separación, parte de la onda se refleja y parte se transmite al segundo medio. A partir del principio del tiempo mínimo de Fermat, se puede obtener las leyes de la reflexión y de la refracción de un modo muy sencillo. Este principio afirma, que la trayectoria real que sigue un rayo de luz entre dos puntos es aquella en la que emplea un tiempo mínimo en recorrerla.

Instrucciones

Se introduce

1. La velocidad de la luz en el primer medio, en el control de edición titulado Velocidad A.

2. La velocidad de la luz en el segundo medio, en el control de edición titulado Velocidad B.

Se pulsa el botón titulado Nuevo. En la pantalla aparecen la fuente S punto azul en la parte superior, y el observador P punto azul en la parte inferior. Sus posiciones se asignan aleatoriamente dentro de ciertos límites. La posición del punto O, en la superficie de separación entre los dos medios, se puede modificar moviendo con el puntero del ratón un pequeño cuadrado de color rojo.

Se pulsa el botón titulado Traza. El programa traza el camino SOP y calcula el tiempo que tarda la luz en recorrerlo. Se mueve con el ratón el punto O hacia la izquierda o hacia la derecha hasta encontrar la trayectoria real SOP seguida por el rayo de luz (recorrida en un tiempo mínimo). Para ayudarnos en esta tarea, en la parte superior izquierda del applet aparece el tiempo empleado por el rayo de luz en recorrer la trayectoria actual y el tiempo empleado por el rayo de luz en recorrer la trayectoria anterior. Cuando se encuentra la trayectoria SOP real que sigue el rayo de luz, el programa representa el rayo incidente, el refractado, y proporciona los datos del ángulo de incidencia y de refracción. Pueden comprobarse con estos datos la ley de Snell de la refracción.