Refracción, prismas y láser
DisponibleUn prisma, una lámina de caras paralelas, el agua bajo su superficie, un semicilindro, una gota o un medio con cualquier contorno, cada uno con su índice de refracción, y el láser que los atraviesa. También espejos planos inclinados o fuera del eje, donde el láser rebota: el periscopio, la diagonal del telescopio de Newton. El láser se apunta a la cara de un cuerpo o al centro de un espejo plano con su ángulo de incidencia, o sale de un punto con su dirección.
El motor sigue el haz por toda la escena: Snell en cada cara, reflexión total más allá del ángulo crítico y los reflejos parciales de cada cara, más tenues. normals(l) marca la normal y los ángulos; con luz blanca, los colores se separan.
/qf-dsl
P = prism(n=1.5)
l = laser(P, incidence=48.59)
normals(l)Un prisma de vidrio de 60° en la desviación mínima: adentro el rayo va paralelo a la base, sale a 48,59° y se desvía 37,18° en total. Los trazos tenues son los reflejos parciales de cada cara. Con luz=blanca se separan los colores; con material=flint, más.
/qf-dsl
agua = medium(n=1.33, below=0)
l = laser(agua, incidence=50, from=abajo)
normals(l)Desde dentro del agua, a 50° —más que el ángulo crítico, 48,75°— la luz no sale: reflexión total. Con incidence=40, sale al aire a 58,75°; desde arriba, laser(toward=(0, 0), incidence=30) entra al agua a 22,08°.
/qf-dsl
S = semicircle(n=1.5, r=2)
l = laser(S, incidence=45)
normals(l)El semicilindro del ángulo crítico: el láser entra por la cara curva sin desviarse y llega al centro de la cara plana a 45°, más que 41,81°: se refleja por completo y vuelve a salir por un radio. Con incidence=30, sale al aire a 48,59°.
/qf-dsl
A = mirror(plano, at=(0, 3), angle=135)
B = mirror(plano, at=(0, 0), angle=135, mira=arriba)
l = laser((-4, 3), angle=0)
normals(l)El periscopio: dos espejos planos paralelos a 135°, con las caras que reflejan mirándose (el de abajo, con mira=arriba). La luz llega a 45° a cada uno y sale paralela a la que entró, 3 unidades más abajo. Con un espejo cóncavo en el eje, E = mirror(cóncavo, f=6, at=8), y una diagonal, D = mirror(plano, at=4, angle=135, mira=derecha), el telescopio de Newton: la diagonal sube los rayos y se juntan sobre ella.
/qf-dsl
P = prism(n=1.5)
l = laser(P, incidence=40)
normals(l)
datos(l)El problema de libro: la ficha dice que el rayo entra a 40° y sigue a 25,37°, llega a la segunda cara a 34,63° —menos que el ángulo crítico, 41,81°— y sale a 58,47°: δ = 38,47°. Los valores son medidas vivas: se rehacen al mover el láser.