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Al propagarse Una onda  por un medio, lo hace con una  cierta velocidad 
característica que se denomina velocidad de propagación, y que no cambia 
mientras la onda se mueva en el mismo medio, ya sea aire,  agua, etc.  En su camino 
la onda  puede atravesar distintos medios, por ejemplo,  puede pasar del aire al 
agua, o del aire al vidrio, o viceversa.  ¿Qué sucede cuando la onda llega a un medio 
distinto? Al alcanzar este nuevo  medio, hay dos tipos de fenómenos que se pueden 
producir, ya que  la onda es en parte reflejada, y en parte transmitida. Estos 
fenómenos son la reflexión y la refracción. La energía que trae la onda incidente se 
reparte entre la energía de la onda reflejada  y la porción que lleva la onda 
transmitida. La onda transmitida se denomina refractada, y se mueve con una velocidad 
diferente a la anterior. Este cambio de velocidad hace, si el frente de ondas 
incidente no es paralelo a la superficie (imaginaria) de separación entre los dos 
medios, que la onda refractada  se  desvíe de  su dirección original.  

Tanto en la reflexión como en la refracción, las ondas incidente, reflejada y 
refractada  satisfacen ciertas condiciones  (en la superficie de separación entre los 
dos medios) conocidas como leyes de Snell. Podemos representa la dirección de 
propagación de las ondas luminosas  por medio de rayos, como en las figuras. Así si 
el rayo incidente forma cierto ángulo con una dirección perpendicular a la superficie 
de separación  entre los dos medios (indicada por la linea de trazos en la figura), 
en el ejemplo aire y agua, el  rayo incidente y el rayo reflejado forman el mismo 
ángulo con la linea de trazos (la velocidad de propagación es la misma). En cambio, 
el rayo refractado se desvía con respecto a la dirección original, formando un ángulo 
diferente con la linea de trazos, ya que la velocidad de propagación cambia. Este 
cambio de dirección se relaciona con el llamado índice de refracción, que depende de 
cada medio. Cuanto mayor es el indice de refracción, el rayo refractado se acerca más 
a la linea de trazos, es decir, aumentando su desviación con respecto a la dirección 
del rayo incidente.  Esta desviación no ocurre si el rayo incide siguiendo la 
dirección de la linea de trazos,  y en este caso, la dirección es la misma para 
los tres rayos, el incidente, el reflejado (cambia el sentido) y el refractado.

Si seguimos el camino  del rayo en sentido inverso, es decir, desde el agua hacia el 
aire, vemos que los rayos refractados se apartan de la linea normal a la superficie 
de separación entre el agua y el aire. Esto sucede debido a que el indice de 
refracción del aire es menor que el del agua (la velocidad de propagación en el aire 
es mayor que en el agua).  Debido a esto sucede un curioso fenómeno, denominado 
reflexión total interna (ver figura 2). Si seguimos el camino de los rayos,  que 
emergen de un objeto situado en el fondo de la  pecera, para ángulos cada vez 
mayores, vemos que existe un ángulo a partir del cual el rayo no escapa del agua y se 
refleja completamente. Este ángulo se denomina ángulo límite, ya que para ángulos 
mayores el objeto no se ve, ya que ningún rayo escapa desde el objeto hacia el aire. 

Otro curioso fenómeno se denomina elevación aparente. Cuando observamos un objeto 
como el pequeño disco de la figura 3, sumergido en el agua, en este ejemplo, no lo 
vemos en su posición real, sino elevado, ya que la imagen se forma con la 
prolongación hacia atrás de los rayos refractados que alcanzan nuestra vista.