4º año: Reflexión y refracción de la luz

REFLEXIÓN DE LA LUZ
 
¿Qué sucede si hacemos incidir un haz de rayos paralelos sobre un espejo plano? Los rayos se verán obstaculizados por el espejo y no podrán continuar en la misma dirección ni atravesarlo. El haz de rayos cambia su dirección pero los rayos se mantienen paralelos propagándose en el mismo medio, en este caso el aire.

Cuando un rayo luminoso incide sobre una superficie pulida (espejo plano) y cambia su dirección sin cambiar el medio en el que se propaga, decimos que se refleja, éste fenómeno físico recibe también el nombre de reflexión especular.

Debemos definir las siguientes características:


 Rayo incidente: Es el rayo que llega (incide) al espejo desde la fuente de luz.
Punto de incidencia: Es el punto donde incide el rayo sobre el espejo.
Rayo reflejado: Es el rayo desviado (reflejado) por el espejo.
Recta normal: Es la línea perpendicular al espejo que pasa por el punto de incidencia.
Ángulo de incidencia: Es el ángulo formado por el rayo incidente y la recta normal.
Ángulo de reflexión: Es el ángulo formado por el rayo reflejado y la recta normal.


LEY DE REFLEXIÓN DE LA LUZ
Los resultados obtenidos en el experimento en el laboratorio relacionamos los valores de los ángulos de incidencia y de reflexión, es una ley física que se conoce como la ley de reflexión.

El ángulo de incidencia formado entre la recta normal y el rayo incidente es igual al ángulo de reflexión formado por el rayo reflejado y la misma recta normal

REFLEXIÓN DIFUSA


Reflexión difusa

Cuando la luz incide sobre una superficie no pulida, como la mayoría de los objetos, también se refleja. Cuando la luz incide sobre una superficie áspera se refleja en muchas direcciones. En la figura vemos que al ser la superficie de incidencia irregular cada rayo que conforma el haz se refleja en diferentes salientes de la superficie, resultando que los rayos reflejados tengan distintas direcciones.
En este caso se dice que la reflexión es difusa o simplemente que se produce difusión de la luz.


















refleja de esta página es difusa, el papel puede verse liso pero los rayos de luz que llegan a este papel se encuentran con millones de superficies planas diminutas orientadas en todas direcciones, esta circunstancia es deseable ya que permite ver objetos desde cualquier dirección o posición, por ejemplo puedes ver la carretera frente a ti por la noche, debido a la reflexión difusa de la superficie del pavimento, cuando el pavimento está mojado hay menos reflexión difusa y es mas difícil ver. La mayoría de los objetos que nos rodean los vemos por su reflexión difusa. La difusión de la luz por parte de objetos es lo que permite que nosotros los veamos. Al incidir la luz sobre un objeto, esta se difunde en todas las direcciones llegando a nuestros ojos y permitiéndonos verlo.

















REFRACCIÓN DE LA LUZ

Una experiencia que quizás hayas realizado más de una vez en tus cursos de física desde la escuela, es poner y observar un lápiz u otro objeto parcialmente sumergido en agua.


 
¿Cómo explicamos que  el lápiz parece estar quebrado?

Los rayos luminosos que van desde la porción de lápiz que se encuentra dentro del agua llegan hasta nuestros ojos se desvían. Esta desviación nos hace ver esa parte del lápiz en otra posición y no en la que se encuentra realmente.

¿Cúando se desvía?
En la trayectoria desde el lápiz hasta nuestros ojos, un rayo de luz pasa por diferentes medios transparentes. Primero desde el agua al vidrio del vaso y luego del vidrio al aire. Al cambiar de medio es cuando se produce la desviación, a este fenómeno físico lo denominamos refracción. 

¿Por qué se desvía?
Los medios transparentes por los que se propaga la luz en nuestro ejemplo, tienen diferentes indices de refracción. En este caso el vidrio tiene mayor  índice de refracción que el agua y a su vez el agua mayor que el aire. 

La velocidad de propagación de la luz en cada una de ellos es diferente y este cambio de velocidades de propagación al pasar de un medio a otro produce la desviación de los rayos. 



La REFRACCIÓN de la luz consiste en el cambio de dirección que experimenta un haz luminoso, al pasar de un medio transparente a otro. Estos medios presentan diferentes características (indice de refracción), por lo que las velocidades de propagación de la luz en ellos también son diferentes. 

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL REFRACCIÓN DE LA LUZ

Objetivo: Estudiar la relación que existe entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción para un rayo luminoso que se refracta al pasar de un medio transparente a otro.

Materiales: Fuente de luz (láser), disco graduado, soporte para foco y disco, sección de lente semicircular, otros medios transparentes que tú elijas.
 
Procedimiento:  PIENSALO.............
 


LENTES



 
Las lentes son cuerpos transparentes limitados por dos caras, de las que por lo menos una es curva. La mayoría de los instrumentos ópticos las contienen, por ejemplo, cámaras fotográficas, telescopios, microscopios, etc.
Generalmente las lentes son de vidrio o algún material plástico, aunque pueden ser de cualquier material transparente. Su utilidad radica en que los rayos luminosos al pasar a través de ellas se desvían, cambiando su dirección. Esto hace posible generar imágenes más grandes, más chicas y en diferentes ubicaciones, dependiendo del uso que queramos darle.

Tipos de Lentes



 Lentes biconvexas

Las lentes biconvexas están formadas por dos caras convexas como el nombre lo indica. Si las clasificamos según la desviación que sufren los rayos luminosos, podemos decir que estas lentes son convergentes, o sea los rayos luego de atravesar la lente confluyen en un punto.







Lentes bicóncavas

Las lentes bicóncavas están formadas por dos caras cóncavas como el nombre lo indica. Si las clasificamos según la desviación que sufren los rayos luminosos, podemos decir que estas lentes son divergentes, o sea los rayos luego de refractarse se “alejan” del eje.