Reflexión de la Luz


Seguramente habrás observado en alguna ocasión escenas como ésta:



Vemos que la imagen se refleja en el agua.

 

En nuestra simulación la luz está incidiendo sobre agua en movimiento y la imagen reflejada se ve distorsionada, pero si el agua estuviera tranquila como en un estanque podríamos ver la imagen reflejada con nitidez.

Cuando la luz incide sobre un cuerpo, éste la devuelve al medio en mayor o menor proporción según sus propias características. Este fenómeno se llama reflexión y gracias a él podemos ver las cosas.

No todos los cuerpos se comportan de la misma manera frente a la luz que les llega. Por ejemplo, en algunos cuerpos como los espejos o los metales pulidos podemos ver nuestra imagen pero no podemos "mirarnos" en una hoja de papel.

Esto se debe a que existen dos tipos de reflexión: la reflexión especular y la reflexión difusa.

 

A la izquierda tienes un esquema de reflexión especular.

Al tratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.

 

En el caso de la reflexión difusa los rayos son reflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie

En la simulación siguiente puedes ver la reflexión en un espejo plano:

 

 

Ley de la reflexión

El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, es decir î = r

Comprueba esta ley variando el ángulo de incidencia con el ratón


Refracción de la Luz

Puedes obtener muchas conclusiones sobre la refracción trabajando con el siguiente applet:

Autor: Jesús Peñas Cano

Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales. A este fenómeno se le llama refracción.

Si dividimos la velocidad de la luz en el vacío entre la que tiene en un medio transparente obtenemos un valor que llamamos índice de refracción de ese medio.

 

n: índice de refracción
c: velocidad de la luz en el vacío
v: velocidad de la luz en el medio material

 

Si el índice de refracción del agua es n= 1,33, quiere decir que la luz es 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua.

Por lo general cuando la luz llega a la superficie de separación entre los dos medios se producen simultáneamente la reflexión y la refracción. 

El fenómeno de la reflexión total permite que podamos canalizar la luz a través de pequeños tubos de diferentes sustancias que se denominan fibras ópticas. Las fibras ópticas se utilizan en muchos campos de la ciencia y de la tecnología. Por ejemplo:

En medicina permiten ver órganos internos sin intervenciones quirúrgicas complejas.

El fenómeno de la refracción se rige por la llamada Ley de la Refracción o Ley de Snell:

 

n1 sen i = n2 sen r
n1 = índice de refracción del medio del que procede.
i = ángulo de incidencia
n2 = índice de refracción del medio en el que se refracta.
r = ángulo de refracción


Reflexión Total. Ángulo Crítico



Cuando la luz pasa de un medio a otro cuyo índice de refracción es mayor, por ejemplo del aire al agua, los rayos refractados se acercan a la normal. Si el índice de refracción del segundo medio es menor los rayos refractados se alejan de la normal (figura 1).

En este caso si consideramos que n1 > n2 y aumentamos el ángulo de incidencia, llega un momento en que el ángulo de refracción se hace igual a 90º , figura 2 lo que significa que desaparece el  rayo refractado. Como el seno de 90º es uno el ángulo de incidencia para el cual ocurre este fenómeno viene dado por a c

Este ángulo de incidencia,  ac recibe el nombre de ángulo crítico, ya que si aumenta más el ángulo de incidencia, la luz comienza a reflejarse íntegramente, fenómeno que se conoce como reflexión total.

Una aplicación de la reflexión total es la fibra óptica, que es una fibra de vidrio, larga y fina en la que la luz en su interior choca con las paredes en un ángulo superior al crítico de manera que la energía se transmite sin apenas perdida. También los espejismos son un fenómeno de reflexión total.