Reflexión de la Luz - Ejercicios Resueltos

La luz es un tema tan importante dentro de la física, que ha llevado a tantos científicos a estudiarla a detalle. Sin embargo en este artículo, nos enfocaremos en las leyes de la reflexión de la luz, dicho fenómeno sucede cuando ésta llega a la superficie de un cuerpo y se refleja total o parcialmente en todas las direcciones. Si la superficie es lisa como en un espejo, los rayos son reflejados o rechazados en una sola dirección y sentido.

Toda superficie que refleja los rayos de luz recibe el nombre de espejo. Ejemplos muy conocidos como el agua de una laguna, río, alberca, tanque, o los espejos de cristal que pueden ser planos o esféricos. Un espejo común como los utilizados en casa o en los automóviles, consta de una pieza de cristal a la cual se le deposita una capa delgada de plata o aluminio en una de sus caras y para proteger dicha capa se recubre con pintura. Al rayo de luz que llega al espejo se le nombra incidente y al rayo rechazado por él se le llama reflejado.

Las leyes de la reflexión propuestas por Descartes

Existen dos leyes de la reflexión propuestas por descartes y son:

1. El rayo incidente, la normal (N) y el rayo reflejado se encuentran en un mismo plano.
2. El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia. $\displaystyle {{\theta }_{i}}={{\theta }_{r}}$

Veamos de forma gráfica como se representan dichas leyes, en algunos casos este tipo de reflexión se le conoce como reflexión especular:

Veamos algunos ejemplos de ejercicios o problemas resueltos de reflexión para entender mucho mejor el concepto.

Aplicaciones en la vida real

Cuando te observas en un espejo, la luz se refleja en su superficie lisa, permitiendo que tu imagen se forme con el mismo ángulo de incidencia y reflexión. Esto es útil para los baños, automóviles, vestidores para arreglarnos o revisar nuestra apariencia física, también es útil en los telescopios, periscopios, y fundamental en la visión humana en el sentido ocular.

Ejercicios de Ley de la Reflexión

Solución:

Tomando en cuenta la fórmula de la Ley de la reflexión

$\displaystyle {{\theta }_{i}}={{\theta }_{r}}$

Si el ángulo de incidencia es de 30°, entonces el ángulo reflejado también será de 30°

Respuesta:

El ángulo de reflexión sería de 30°

Solución:

En este caso, al haber una perpendicularidad sobre el espejo plano, obtendríamos:

$\displaystyle {{\theta }_{i}}={{\theta }_{r}}$

$\displaystyle 0{}^\circ =0{}^\circ $

Respuesta:

Por lo tanto el ángulo de reflexión sería de 0°

Solución:

Al analizar detalladamente la imagen, podemos observar que se forma un triángulo, por lo que al aplicar funciones trigonométricas para determinar el ángulo total, nos darán respuesta a lo que se busca, el ángulo total será:

$\displaystyle {{\theta }_{{total}}}={{\tan }^{{-1}}}\left( {\frac{{5m}}{{4m}}} \right)\approx 51.34{}^\circ $

Dado que en el fenómeno de reflexión el ángulo de incidencia es igual al de reflexión, entonces tenemos:

$\displaystyle {{\theta }_{i}}={{\theta }_{r}}=\frac{{{{\theta }_{{total}}}}}{2}$

$\displaystyle {{\theta }_{i}}={{\theta }_{r}}=25.67{}^\circ $

Por lo tanto, el primer espia debe colocar el dorso de su celular, que funcionará como espejo, a 25.67° para que el segundo espía pueda observar la puerta.