Pesca con arpón: la luz que se dobla en el agua

Un juego educativo de simulación. Predice a qué profundidad está de verdad un pez, el ángulo de un láser en el agua, cuánto por debajo de la imagen hay que apuntar, el índice de refracción de un líquido y el ángulo a partir del cual la luz no sale del agua; luego sigue la luz.

RefracciónLuz

PESCA CON ARPÓN

¿A qué profundidad está el pez?

Listo
Activa JavaScript para seguir la luz. Las instrucciones y el ejemplo resuelto siguen disponibles.
Luz en el aireLuz en el aguaTu predicciónSuperficie, normal y escala
Ondasn = d ÷ d_seen

Tiempo

0.00 s

t

Índice de refracción

—

n

Ángulo en el aire

— °

θ₁

Ángulo en el agua

— °

θ₂

Velocidad de la luz en el medio

— 10⁸ m/s

c ÷ n

Predice antes de empezar

Escribe tu predicción para prepararlo todo. Empezar sigue desactivado hasta que haya una respuesta.

Predice adónde va la luz.

Puntuación de la misión—

Cada respuesta debe acertar con un margen del 2 %: cada una da 100 puntos. Acertar en la primera prueba suma 50 más. Una prueba cuenta en cuanto empieza.

✓ Respuesta correcta① A la primera

Cómo jugar a Pesca con arpón

  1. Elige una prueba y lee en la tarjeta la profundidad, los ángulos o el índice de refracción.
  2. Usa n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂, d = n·d_seen y sin θ_c = 1 ÷ n, con ángulos desde la normal.
  3. Escribe tu predicción y pulsa Empezar. Mira la luz cruzar la superficie.
  4. Compara el pez o el rayo naranja con el pez real o el rayo blanco, aquí y en el primer plano.

Refracción de la luz

La luz va a 300 000 km/s en el vacío, pero más despacio en el agua y el vidrio. El índice de refracción n dice cuántas veces más despacio: 1,33 en el agua y unos 1,5 en el vidrio. Cuando la luz pasa de un medio a otro en ángulo, cambia de dirección según la ley de Snell: n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂, con los ángulos medidos desde la normal. Al entrar en un medio más lento se dobla hacia la normal; al salir, se aleja de ella. Por eso una pajita parece rota en un vaso, una piscina parece menos honda de lo que es y un pez visto desde arriba parece más cerca de la superficie: su luz se dobla al salir del agua y tu ojo la sigue hacia atrás en línea recta. Vistas casi desde arriba, las cosas parecen n veces menos hondas. La luz que viene de bajo el agua solo sale si llega a la superficie con menos del ángulo límite, sin θ_c = 1 ÷ n, unos 49° en el agua; más allá se refleja por completo. Las fibras ópticas atrapan la luz así, y las lentes, las gafas y las cámaras funcionan por refracción.

Un modelo de aprendizaje acotado

El aire tiene n = 1. La superficie es plana y tranquila; solo se muestra el cambio de dirección, no la luz que se refleja en parte en cada cruce. Las pruebas de profundidad dibujan un rayo que sale del pez a 15° de la normal; la regla d = n·d_seen vale para rayos casi verticales. La prueba del ángulo límite barre el rayo de la lámpara de 0° a 80° durante la prueba. Las pruebas van al ritmo indicado. Las respuestas con un margen del 2 % son correctas.

Al cambiar de idioma se conservan tu prueba, tu predicción, tus intentos y la prueba en curso.