Reflexión y Refracción de la Luz

¡Qué tal amigos!, hoy hablaremos sobre la reflexión y refracción de la luz , no sin antes mencionar que este tema es una de las ciencias que se encarga de estudiar la física y que está principalmente enfocada a aquellos fenómenos que impresionan el sentido de la vista.

En la fotografía principal, podemos observar al gran físico Isaac Newton,  un científico que sin duda contribuyó demasiado a estos temas de óptica, cómo el modelo corpuscular, este modelo que de manera resumida, lo hablo hasta el final del texto.

Pero bien, iniciemos.

- Reflexión de la luz

Se le llama así al fenómeno donde un rayo luminoso experimenta un cambio de dirección y sentido al tener contacto con la superficie de separación entre dos medios.

• Una reflexión regular ocurre cuando la superficie reflectora es lisa.
• Una reflexión irregular ocurre cuando la superficie reflectora es rugosa.

¿Ok?, sé que a veces estos temas de física nos causan cierta confusión por la manera en que se redacta, pero trataré de explicártelo de la mejor manera posible, con dos imágenes.

Veamos las leyes de la reflexión

I.- El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en un mismo plano.

II.- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión [ i=r ]

Dónde:

i = Ángulo de incidencia

r = Ángulo de reflexión

- Refracción de la luz

Bien, ahora veamos sobre la refracción, la refracción hace referencia cuando un rayo luminoso experimenta un cambio de dirección cuando atraviesa oblicuamente la superficie entre dos medios de naturaleza diferente.

En esa explicación, nos hace mención la diferencia entre la reflexión y refracción y es que una se lleva a cabo en un medio, y la otra en dos medios, respectivamente.

Veamos, un ejemplo con la imagen.

Veamos las leyes de la refracción

I.- El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en un mismo plano.

II.- Para dos medios dados, la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante, esta razón es llamada "índice de refracción" entre los medios. (Ley de Snell - Matemático y astrónomo Holandés)

Dónde por fórmula tenemos:

• Indice de refracción

Este índice de refracción, es el índice que existe entre dos medios, es decir la relación que existe entre la velocidad con la que viaja la luz en el vacío y la velocidad con que viaja en un medio.

Dónde:

c = Velocidad de la luz en el vacío

v = Velocidad de la luz en el medio

* La velocidad de la luz en el vacío es de  o también expresado de la siguiente forma 

Viajemos un poco en el tiempo, y hablemos sobre el modelo corpuscular o modelo de Newton.

Según Newton, la luz está constituida por numerosos corpúsculos que se propagan en línea recta a gran velocidad y que al chocar con la retina, producen una sensación luminosa. Este modelo como ven, trata de explicar que al considerar un haz de luz formado por partículas, éstas a su vez se reflejan elásticamente en una superficie lisa y cuando el haz luminoso penetra el agua, se refracta, debido a que las partículas que forman el haz al aproximarse al agua son atraídas por una fuerza que provoca un cambio en la dirección del movimiento de estos corpúsculos.

Veamos la siguiente tabla.

En la tabla se muestran los diferentes índices de refracción que tenemos para resolver un ejemplo

Ejemplo 1

¿Cuál es el índice de refracción de un material si en él, la velocidad de la luz es de  ?

Solución: Usando la fórmula de , podemos  sustituir y así encontrar nuestro índice de refracción:

Como podemos obsear, nuestro índice de refracción es de 1.25, una cantidad adimensional (No tiene unidades).

iré colocando con tiempo más ejercicios similares, y con más dificultad para que puedan aprender.