sábado, 18 de mayo de 2013

Luz: Reflexión y Refracción

Qué es la Luz?


Se llama luz (del latín lux, lucis) a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible. se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ondas electromagneticas. La luz es una radiación electromagnética. 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). 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.


Aunque también coloquialmente en México se interpreta como esto:



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).

Refracción de la Luz


La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda. Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando la luzatraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda. Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad ópticadiferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviación en la dirección de propagación se explica por medio de la ley de Snell. Esta ley, así como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencia del principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido óptico de menor tiempo.


Por otro lado, la velocidad de la penetración de la luz en un medio distinto del vacío está en relación con la longitud de la onda y, cuando un haz de luz blanca pasa de un medio a otro, cada color sufre una ligera desviación. Este fenómeno es conocido como dispersión de la luz. Por ejemplo, al llegar a un medio más denso, las ondas más cortas pierden velocidad sobre las largas (ej: cuando la luz blanca atraviesa un prisma). Las longitudes de onda corta son hasta 4 veces más dispersadas que las largas lo cual explica que el cielo se vea azulado, ya que para esa gama de colores el índice de refracción es mayor y se dispersa más.


En la refracción se cumplen las leyes deducidas por Huygens que rigen todo el movimiento ondulatorio:
El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano.
Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, entendiendo por tales los que forman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con la perpendicular (llamada Normal) a la superficie de separación trazada en el punto de incidencia.


La velocidad de la luz depende del medio por el que viaje, por lo que es más lenta cuanto más denso sea el material y viceversa. Por ello, cuando la luz pasa de un medio menos denso (aire) a otro más denso (cristal), el rayo de luz es refractado acercándose a la normal y por tanto, el ángulo de refracción será más pequeño que el ángulo de incidencia. Del mismo modo, si el rayo de luz pasa de un medio más denso a uno menos denso, será refractado alejándose de la normal y, por tanto, el ángulo de incidencia será menor que el de refracción.







Reflexión de la Luz


La reflexión (del latín reflexĭo) es una modificaciónque se produce en la dirección de una onda o de un rayo. Dicho cambio tiene lugar en el espacio que separa dos medios, lo que hace que la onda o el rayo vuelva a su medio original. 
Un fenómeno o acción esta que se produce en el campo de la luz y que para entenderlo hay que tener muy presente que dicha luz se caracteriza fundamentalmente porque cuenta con tres propiedades básicas. La primera de ellas es que se propaga en línea recta. La segunda es que se refleja cuando llega a cualquier superficie que sea reflectante y la tercera es que cambia de dirección en el momento que pasa de un medio a otro.

Partiendo de esto y haciendo referencia a lo que es el proceso de reflexión de la luz hay que subrayar que este se define por el hecho de que cumple a rajatabla dos principios básicos. En primer lugar el que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Y en segundo término el que el rayo reflejado, el rayo incidente y la normal se encuentran en un mismo plano que es perpendicular a la superficie.

Dependiendo de las características de la superficie que se encarga de la separación, es posible distinguir entre dos tipos de reflexión de la luz. La reflexión especular se produce si la superficie que genera el reflejo es lisa, lo que hace que los rayos que se reflejan sean paralelos a los incidentes. Esta es la reflexión que se desarrolla con un espejo, por ejemplo.

La reflexión difusa, en cambio, ocurre cuando la imagen no logra conservarse, aunque sí se puede reflejar la energía. Cuando esto ocurre, los rayos reflejados no resultan paralelos a los incidentes ya que la superficie que refleja tiene irregularidades. Lo que se ve, por lo tanto, no es la imagen, sino una iluminación de la superficie. Es decir, en este caso concreto lo que sucede es que, al no ser paralelos entre sí los rayos que se reflejan sobre la superficie irregular, lo que tengamos ante nuestros ojos sea una imagen totalmente borrosa.

Si la superficie de separación se halla entre un medio conductor y otro dieléctrico (o si ambos medios son dieléctricos), por otra parte, la fase de la onda que se refleja es posible que se invierta. El fenómeno de la reflexión interna total, por último, tiene lugar en los casos en que el rayo atraviesa un medio que tiene un índice de refracción que es más grande que el del medio en el que se halla, por lo que el rayo se refracta sin poder atravesar la superficie que existe entre los medios y se refleja en su totalidad.

En conclusión, podemos determinar que este proceso de reflexión de la luz es un fenómeno de tipo óptico que es muy importante en nuestras vidas por el simple hecho de que gracias a él podemos percibir muchos de los objetos que existen y que se encuentran a nuestro alrededor.






Video




No hay comentarios:

Publicar un comentario