11.6: Reflexión

Objetivos de aprendizaje

• Explicar el reflejo de la luz de superficies pulidas y rugosas.

Siempre que miramos a un espejo, o entrecerramos los ojos ante la luz del sol que brilla de un lago, estamos viendo un reflejo. Cuando miras esta página, también, estás viendo la luz reflejada de ella. Los telescopios grandes utilizan la reflexión para formar una imagen de estrellas y otros objetos astronómicos.

La ley de reflexión se ilustra en la Figura\(\PageIndex{1}\), que también muestra cómo se miden los ángulos con relación a la perpendicular a la superficie en el punto donde incide el rayo de luz. Esperamos ver reflejos de superficies lisas, pero la Figura\(\PageIndex{2}\) ilustra cómo una superficie rugosa refleja la luz. Dado que la luz incide en diferentes partes de la superficie en diferentes ángulos, se refleja en muchas direcciones diferentes, o se difunde. La luz difusa es lo que nos permite ver una hoja de papel desde cualquier ángulo, como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{3}\). Muchos objetos, como personas, ropa, hojas y paredes, tienen superficies rugosas y se pueden ver desde todos los lados. Un espejo, por otro lado, tiene una superficie lisa (en comparación con la longitud de onda de la luz) y refleja la luz en ángulos específicos, como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{4}\). Cuando la luna se refleja desde un lago, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{5}\), se produce una combinación de estos efectos.

Figura\(\PageIndex{1}\): La ley de reflexión establece que el ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia—\(\theta_{\mathrm{r}}=\theta_{\mathrm{i}}\). Los ángulos se miden en relación con la perpendicular a la superficie en el punto donde el rayo golpea la superficie.

Figura\(\PageIndex{2}\): La luz se difunde cuando se refleja desde una superficie rugosa. Aquí muchos rayos paralelos son incidentes, pero se reflejan en muchos ángulos diferentes ya que la superficie es rugosa.

Figura\(\PageIndex{3}\): Cuando una hoja de papel se ilumina con muchos rayos incidentes paralelos, se puede ver en muchos ángulos diferentes, debido a que su superficie es rugosa y difunde la luz.

Figura\(\PageIndex{4}\): Un espejo iluminado por muchos rayos paralelos los refleja en una sola dirección, ya que su superficie es muy lisa. Sólo el observador en un ángulo determinado verá la luz reflejada.

Figura\(\PageIndex{5}\): La luz de la luna se extiende cuando es reflejada por el lago, ya que la superficie es brillante pero desigual. (crédito: Diego Torres Silvestre, Flickr)

La ley de la reflexión es muy simple: El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.

LEY DE REFLEXIÓN

El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.

Cuando nos vemos en un espejo, parece que nuestra imagen está en realidad detrás del espejo. Esto se ilustra en la Figura\(\PageIndex{6}\). Vemos la luz proveniente de una dirección determinada por la ley de la reflexión. Los ángulos son tales que nuestra imagen está exactamente a la misma distancia detrás del espejo mientras nos mantenemos alejados del espejo. Si el espejo está en la pared de una habitación, las imágenes en él están todas detrás del espejo, lo que puede hacer que la habitación parezca más grande. Si bien estas imágenes especulares hacen que los objetos parezcan estar donde no pueden estar (como detrás de una pared sólida), las imágenes no son producto de nuestra imaginación. Las imágenes especulares pueden ser fotografiadas y grabadas por instrumentos y verse tal como lo hacen con nuestros ojos (los propios instrumentos ópticos). La manera precisa en que las imágenes están formadas por espejos y lentes se tratará en secciones posteriores de este capítulo.

Figura\(\PageIndex{6}\): Nuestra imagen en un espejo está detrás del espejo. Los dos rayos mostrados son aquellos que golpean el espejo apenas en los ángulos correctos para ser reflejados en los ojos de la persona. La imagen parece estar en la dirección de la que provienen los rayos cuando entran a los ojos.

Experimento para llevar a casa: ley de reflexión

Toma un trozo de papel y haz brillar una linterna en ángulo en el papel, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{3}\). Ahora brilla la linterna en un espejo en ángulo. ¿Sus observaciones confirman las predicciones en Figura\(\PageIndex{3}\) y Figura\(\PageIndex{4}\)? Brilla la linterna en varias superficies y determina si la luz reflejada es difusa o no. Puedes elegir una tapa metálica brillante de una olla o tu piel. Usando el espejo y la linterna, ¿se puede confirmar la ley de la reflexión? Deberá dibujar líneas en una hoja de papel que muestre el incidente y los rayos reflejados. (Esta parte funciona aún mejor si usas un lápiz láser).

Resumen de la Sección

• El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.
• Un espejo tiene una superficie lisa y refleja la luz en ángulos específicos.
• La luz se difunde cuando se refleja desde una superficie rugosa.
• Las imágenes especulares pueden ser fotografiadas y grabadas por instrumentos.

Glosario

espejo

superficie lisa que refleja la luz en ángulos específicos, formando una imagen de la persona u objeto frente a ella

ley de reflexión

ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia