Luz, Reflexión y espejos

¿Qué es la luz?

La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética.

Características de las ondas electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 km/s, que se conoce como "velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c = 300000 km/s).

Propiedades de las ondas

La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior.

La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.

Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia como puede verse en el siguiente diagrama:

La LUZ es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con nuestros ojos.

2) Algunas propiedades de la luz La luz presenta tres propiedades características: Se propaga en línea recta. Se refleja cuando llega a una superficie reflectante. Cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro (se refracta).

Reflexión de la luz

Cuando un rayo de luz llega a una superficie lisa de una placa de vidrio, ocurre que en virtud de que el vidrio es transparente, parte de esta luz penetra en la lámina, es decir, se refracta y otra parte vuelve a propagarse en el aire en otra dirección, experimentando de este modo una reflexión.

Clases de reflexión 

De acuerdo a la superficie en que incide un haz luminoso, la reflexión puede ser regular o irregular. 

(1) Reflexión Regular: Es la que ocurre cuando un haz o conjunto de rayos paralelos incide sobre una superficie plana pulimentada, de modo que el haz de rayos reflejados son también rayos paralelos, tal como se aprecia en la figura: 

2) Reflexión irregular: Llamada también difusa, es la que ocurre cuando un haz de rayos paralelos incide sobre una superficie que presenta rugosidades, determinando así una reflexión en diferentes direcciones. Observa la figura: 

Elementos de la reflexión 

Los elementos principales que intervienen en la Reflexión de la luz son los siguientes, considerando la figura:

Elementos de la reflexión 

(1) Rayo reflejado: Es el rayo que rebota (sale) de la superficie P.
(2) Normal: Es la línea (imaginaria) perpendicular a la superficie P.
(3) Ángulo de incidencia (i): Es el ángulo formado entre el rayo incidente y la normal.
(4) Ángulo de reflexión (r): Es el ángulo formado entre el rayo reflejado y la normal.

Espejos planos 

Un espejo es toda superficie pulimentada que refleja perfectamente la luz. La distancia de la imagen al espejo es igual a la distancia que hay entre el objeto y espejo; por esta razón la imagen tiene el mismo tamaño del objeto y es simétrica de él en relación con el espejo.

Espejos

Los espejos son quizá el instrumento óptico más antiguo. Los egipcios de hace cuatro mil años emplearon metales pulidos para reflejar sus caras. Sin embargo, no fue sino hasta 1857 cuando se inventaron los espejos gracias a Jean Foucault , quien desarrolló un método para recubrir el vidrio con una capa de plata.

La figura a la derecha muestra cómo algunos de los rayos inciden desde el punto P sobre el espejo y se reflejan con ángulos de incidencia y reflexión iguales (recordar que el ángulo de incidencia se forma cuando llega el rayo a la superficie y el de reflexión cuando se devuelve).Si una persona se mira en un espejo, como por ejemplo en el espejo del baño, apreciará su imagen en un espejo plano. Un espejo plano es una superficie plana y lisa que refleja la luz de manera regular. En el ejemplo, la persona que se mira es el objeto. Un objeto es una fuente de rayos divergentes de luz que puede ser luminoso como una vela o una lámpara o iluminado como la Luna o la página  de un libro que esté leyendo. En el caso de un objeto iluminado, éste refleja la luz de manera difusa en todas  direcciones.

Luego de la reflexión, los rayos continúan dispersándose. Si se prolongan los rayos hacia atrás  (líneas de visión), por la parte posterior del espejo, como se ve con las líneas discontinuas, se puede observar en el dibujo que se intersecan en el punto P'. El punto P', en donde los rayos prolongados aparentemente se intersecan, se llama imagen. Aun cuando para un observador, los rayos parecen venir del punto P', se observa que allí no existe fuente alguna.  Por tal razón, esta imagen se denomina imagen virtual.

Si se examina la superficie interna de una cuchara se tiene un espejo cóncavo, el cual refleja la luz. Está conformado por un número muy grande de espejos planos pequeños montados sobre la superficie de una esfera

.

Un espejo convexo es un objeto esférico que refleja luz desde la superficie externa. La parte externa   de una cuchara es un ejemplo. Los rayos reflejados siempre divergen y, por tanto, no forman imágenes reales.