Reflexión y refracción de la luz: leyes y tipos

FENÓMENOS DE LA LUZ Y ÓPTICA

La refracción

Ocurre cuando la luz se dobla al pasar de una sustancia transparente a otra, al igual que otras ondas como el agua y el sonido. Sin ella no podríamos ver, debido a que causa el enfoque de la luz en nuestra retina. Además, es la base para los lentes y el arcoiris.

Isaac Newton fue uno de los primeros científicos en estudiar la refracción de la luz. Para esto creó un prisma de vidrio con el que reflejaba la luz de la ventana al otro lado del cuarto. De esta manera, a través de la refracción demostró que la luz blanca está hecha de todos los colores del arcoiris

La reflexión

Es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre en un mismo medio después de incidir sobre la superficie de un medio distinto. Se rige por dos principios o leyes de la reflexión:

1- El rayo incidente, el reflejado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano

2- El ángulo del rayo incidente iˆ y el de reflexión rˆ son iguales

iˆ=rˆ

Atendiendo a las irregularidades que pueden existir en la superficie de reflexión, podemos distinguir dos tipos de reflexiones de la luz:

Reflexión especular: Se produce cuando las irregularidades del medio son pequeñas en comparación con la longitud de onda de la luz incidente y se proyectan varios rayos sobre este.

Reflexión difusa: Se produce cuando las irregularidades del medio son de un orden de magnitud comparable al tamaño de la longitud de onda de la luz incidente y se proyectan varios rayos sobre este

Ángulo de Reflexión

Si un rayo de luz se refleja sobre una superficie plana y lisa el angulo incidente, con respecto a la normal del plano, será igual al angulo del rayo reflejado (con respecto a la misma normal del plano).

Atenuación

Cuando la luz se propaga a través de un medio y pierde energía con la distancia, estas pérdidas dependen de la longitud de onda de la señal y de las características del medio. La atenuación se miden de decibelios (dB).

Atenuación: 10.Log (Po / Pi )

El Principio de Fermat, menciona que cuando un rayo de luz viaja entre dos puntos cualesquiera, su trayectoria es aquella que necesita el menor tiempo. Una consecuencia natural de este principio es cuando un rayo viaja en un medio homogéneo lo hace en línea recta, debido a que es la distancia más corta entre los dos puntos.

La difracción

Es un fenómeno que tiene lugar cuando las ondas que forman la luz atraviesan un orificio estrecho, ya que estas se deforman y a partir de ese punto no avanzarán en forma de haz; sino que “se abrirán” como los faros de un coche en mitad de la noche debido a que el orificio actúa como un nuevo emisor.

LEYES

El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran el el mismo plano.

2- La relación entre el angulo del seno de incidencia y el seno del angulo de refracción es la misma que las correspondientes a las respectivas velocidades de propagación en ambos medios.

La óptica física es la rama de la física que toma la luz como una onda y explica algunos fenómenos que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo.

La Difracción de Fresnel

También difracción del campo cercano es un patrón de difracción de una onda electromagnética obtenida muy cerca del objeto causante de la difracción (a menudo una fuente o apertura).