Reflexión de la luz

Reflexión. Imaginemos un haz luminoso que se propaga en el aire e incide en la superficie lisa de una placa de vidrio. Es un hecho bien conocido que en virtud de que el vidrio es transparente, parte de esa luz penetra en la lámina o bloque, y otra vuelve a propagarse en el aire. Decimos que la porción del haz que sigue  a través del aire en otra dirección experimenta una reflexión, o sea que parte de la luz se refleja al llegar a la superficie lisa del vidrio. El haz luminoso que se dirige hacia la superficie de éste recibe el nombre de haz incidente, y el que se aleja de la superficie reflejante es el haz reflejado.

Cuando el haz incidente encuentra una superficie pulida o lisa, el haz reflejado está muy bien definido, como se indica en la figura. Cuando esto sucede decimos que la reflexión es especular, pues dicho fenómeno se observa comúmente cuando la luz se refleja en un espejo.

Pero también se puede observar otros tipos de reflexión, estas dependen del tipo de superficie sobre la cual incide el haz de luz.

• Cuando la luz obedece a la ley de la reflexión, se conoce como reflexión especular. Este es el caso de los espejos y de la mayoría de las superficies duras y pulidas. Al tratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.

• La reflexión difusa es típica de sustancias granulosas como polvos. En el caso de la reflexión difusa los rayos son reflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie.

• Muchas reflexiones son una combinación de los dos tipos anteriores. Una manifestación de esto es una reflexión extendida que tiene un componente direccional dominante que es difundido parcialmente por irregularidades de la superficie.

• La reflexión mixta es una combinación de reflexión especular, extienda y difusa. Este tipo de reflexión mixta es que se da en la mayoría de los materiales reales.
• La reflexión esparcida es aquella que no puede asociarse con la Ley de Lambert ni con la Ley de la Reflexión Regular. La ilustración de modelos de reflexión debajo de las muestras un posible modelo de la reflexión esparcido.

Los espejos producen imágenes que tienen efectos diversos. Estas imágenes están siempre siguiendo algunas leyes, y el conocimiento de ellas permite construir sistemas ópticos eficaces de tal manera que al colocar un objeto delante, se puede conseguir el efecto deseado. Un sistema óptico es un conjunto de medios materiales limitados por superficies, cuya finalidad es aprovechar las propiedades de la luz en la construcción de instrumentos como espejos, lentes, lupas, microscopios, telescopios y otros de cualquier naturaleza. Cuando los rayos de luz parten de un mismo punto y se concentran en otro distinto, se dice que el segundo es la imagen del primero.

Las imagenes se pueden clasificar según su naturaleza en:

Reales: Se forman cuando los rayos reflejados después de interactuar con un espejo o lente, se intersectan en un punto. La imagen debe proyectarse sobre un plano o pantalla para ser visible.

Virtuales: Se forman cuando los rayos después de interactuar con un espejo o lente, divergen y son sus proyecciones las que se unen en un punto. Estas imagenes no se pueden proyectar en un plano, pero son visibles para el observador.

Con respecto a la posición, la imagenes pueden ser:

Derechas: Si están orientadas igual que el objeto

Invertidas: Si están en la posición contraria al objeto

Según su tamaño las imagenes se denominan:

Aumentadas o mayores si son más grande que el objeto.

Disminuidas o menores sin son más pequeñas en relación al objeto.

Formación de imágenes en espejos planos

La formación de imágenes en espejos planos tiene su explicación en la ley de reflexión.

en general los rayos se reflejan hacia el ojo como si procedoeran de

detrás del espejo, pero realmente son los rayos que provienen del objeto y que se reflejan en el espejo.

La imagen formada en el espejo plano tiene las siguientes características:

1. La imagen formada es virtual
2. La imagen formada está a la misma distancia que el objeto del espejo.
3. La imagen está derecha igual que el objeto, sin embargo experimenta una inversión lateral, o sea la izquierada está a la derecha y viceversa
4. La imágen es de igual tamaño que el objeto.

FORMACIÓN DE LA IMAGEN DE UN OBJETO FRENTE A UN ESPEJO CÓNCAVO

Los espejos esféricos tienen forma de casquete (una parte de una esfera hueca):

• Pueden ser cóncavos o convexos.
• El espejo es cóncavo si la parte plateada (pulimentada) es la interior del casquete y es convexo si la parte plateada (pulimentada) es la  exterior del casquete.
• El espejo convexo da una imagen menor que el objeto y virtual (los rayos reflejados no  se concentran en ningún punto y no se puede recoger la imagen del objeto sobre una pantalla)

Colocando un objeto delante de un espejo cóncavo este formará una Imagen, real o virtual, de ese objeto.

Todos los rayos emitidos por la punta de la vela Q son reflejados por el espejo y se cruzan en Q' (se enfocan en ese punto).

Todos los rayos emitidos por el punto M del objeto llegan, una vez reflejados, al punto M'.

Cada punto del objeto vela, situado sobre QM emitirá rayos. Todos juntos darán la  imagen correspondiente, Q'M'.

Colocando una pantalla en esta zona se formará sobre ella una imagen nítida y claramente definida.

Debido a que la imagen  se puede formar sobre una pantalla, se llama imagen real.

Si vamos alejando la pantalla,  la imagen se va  haciendo cada vez menos nítida.

Si miramos el objeto a través de un espejo es exactamente en el punto de enfoque (convergencia de los rayos) donde nos parece que está situado el objeto.

Si el objeto está situado entre el centro de curvatura y el infinito, la imagen será menor, real e invertida.
Estará situada entre C y F.

Si el objeto está situado en C la imagen también estará en C y será igual, invertida y real.

Si el objeto está situado entre el centro de curvatura y el foco, la imagen será mayor, real e invertida.

Si el objeto está situado entre el foco y el espejo, la imagen será mayor, derecha y virtual.
Estará situada detrás del espejo.

FORMACIÓN DE LA IMAGEN FRENTE A UN ESPEJO CONVEXO

Los espejos convexos hacen diverger los rayos luminosos paralelos. Se suele usar en supermercados y bancos como una manera de tener una vista de amplio espectro. En un espejo convexo sólo se forman imagenes virtuales.

En los espejos convexos el foco es virtual (está situado "adentro" del espejo, distancia focal negativa). Los rayos reflejados divergen y solo sus prolongaciones se cortan en un punto sobre el eje principal.

Rayos Principales:

1. Todo rayo que incide paralelo al eje principal se refleja pasando su prolongación por el foco.
2. Todo rayo que incide pasando su prolongación por el foco se refleja en forma paralela.
3. Todo rayo que incide por el centro de curvatura se refleja sobre si mismo.