Reflejo de luz

La luz es algo que nos permite ver los objetos que nos rodean desde el punto o la fuente a través de la cual se refleja o parece provenir. Por ejemplo, durante el día, cuando la luz del sol cae sobre el árbol, el árbol refleja la luz al observador y, por lo tanto, el árbol es visible para el observador. Sin embargo, durante la noche, cuando no cae luz sobre el árbol, el árbol no se ve correctamente o, en otras palabras, parece más oscuro. Por lo tanto, se concluye que la luz del sol o cualquier otra forma de luz es necesaria para que el observador vea el árbol.

Luz

La luz es una forma de energía visible que provoca la sensación de vista en los ojos del observador y le hace ver diversos objetos a su alrededor. La luz que sale de cualquier objeto puede ser propia o puede ser reflejada por otros objetos fuente. De esta manera, un objeto se puede clasificar en dos:

        1. Objetos luminosos

Los objetos que emiten su propia luz o, en otras palabras, los objetos que son en sí mismos la fuente de la luz se denominan objetos luminosos . Los objetos como el Sol, las bombillas halógenas, los tubos de luz, etc. emiten su propia luz, por lo que también se denominan fuentes de luz u objetos luminosos.

        2. Objetos no luminosos 

Cualquier objeto que refleja la luz que cae sobre él es visible, mientras que si algún objeto no emite luz ni refleja la luz que cae sobre él, entonces el objeto no es visible. Por tanto, los objetos que no emiten luz propia sino que reflejan la luz que incide sobre ellos debido a otras fuentes de luz se denominan objetos no luminosos . 

Por ejemplo, la Luna no tiene luz propia, pero aun así, se puede ver. Esto se debe a que la luna refleja la luz que cae sobre ella desde el Sol, lo que la hace visible y, por lo tanto, la luna es un objeto no luminoso. De manera similar, un libro, una mesa, un árbol, todos son objetos no luminosos.

Algunos términos relacionados con la Luz

1. Rayo de luz: La luz que viaja en cualquier dirección en línea recta se llama rayo de luz. Un rayo de luz es un camino seguido por energía luminosa en un medio transparente. Un rayo de luz está representado por una línea recta que tiene el signo de una flecha en la dirección de propagación de la luz como se muestra en la figura.
2. Haz de luz: Un grupo de rayos de luz paralelos emitidos por la fuente de luz se llama haz de luz.

Naturaleza de la luz

Las siguientes son las dos teorías que ayudan a comprender la naturaleza de la luz: 

• Teoría ondulatoria de la luz: según la teoría ondulatoria de la luz, la luz consiste en ondas electromagnéticas y no requiere un medio (como sólido, líquido o gas) para viajar. La longitud de onda de las ondas de luz visible es muy pequeña (4 x 10 ^-7 ma 8 x 10 ^-7 m). La velocidad de las ondas de luz es muy alta (alrededor de 3 x 10 ⁸ metros por segundo en el vacío). 
• Teoría de partículas de la luz: según la teoría de partículas de la luz, la luz está compuesta de partículas que viajan en línea recta a una velocidad muy alta. La partícula elemental que define la luz se llama fotón.

Características de la luz

Dado que la luz es una fuente importante de energía, por lo tanto, existen algunas características que es necesario estudiar, las cuales son:

• La luz se propaga en línea recta, en un medio transparente homogéneo tal proceso se llama propagación rectilínea de la luz .
• Es una forma de energía que se puede transferir de un medio a otro.
• La luz es una onda transversal , la luz también puede viajar en el vacío, es decir, no requiere ningún medio para propagarse. La velocidad de la luz en el aire es igual a 3 x 10 ⁸ m/s.
• La velocidad de la luz puede cambiar cuando viaja de un medio a otro.
• La longitud de onda (λ) de la luz cambia cuando viaja de un medio a otro medio.
• La frecuencia (f) de la onda de luz nunca cambia, permanece igual en todos los medios.
• La luz muestra una naturaleza dual, es decir, se comporta como una partícula y también como una onda.
• Tres fenómenos pueden ser posibles cuando la luz interactúa con un objeto en un medio: Reflexión, refracción; absorción.
• Según las teorías científicas actuales, ninguna partícula material puede viajar a una velocidad superior a la de la luz en el vacío.

Reflejo de luz

El proceso de retorno o rebote de los rayos de luz al mismo medio después de golpear una superficie se denomina reflexión de la luz . La superficie que refleja la luz se conoce como reflector . Las superficies de metal pulido son buenos reflectores . Sin embargo, el metal plateado es el mejor reflector. Incluso las superficies de agua, las superficies enceradas y el papel satinado actúan como reflectores. El reflector más utilizado es un espejo o un espejo plano. 

Considere un rayo de luz AO que incide en el espejo plano MM’ en O, que después de reflejarse en el espejo rebota en el mismo medio y sigue el camino OB. Los rayos OA y OB se llaman rayo incidente y rayo reflejado . Supongamos que ON es la normal del espejo plano, entonces el ángulo entre AO es decir, el rayo incidente, y la normal se llama ángulo de incidencia mientras que el ángulo entre OB i. rayo reflejado y la normal se llama ángulo de reflexión . Cada uno de los términos relacionados con la reflexión ubicada en la figura que se muestra a continuación:

Normal: Una perpendicular trazada a la superficie reflectante en el punto O (conocido como el punto de incidencia) se denomina normal a la superficie reflectante .

Rayo incidente: un rayo de luz que cae sobre la superficie reflectante desde una fuente de luz o un objeto se llama rayo incidente .

Rayo reflejado: un rayo de luz que surge de la superficie reflectante después de que se refleje en ella se llama rayo reflejado . 

Ángulo de incidencia: El ángulo entre el rayo incidente y la normal al punto de incidencia sobre la superficie reflectante se conoce como ángulo de incidencia o Bugle de incidencia . se denota por 

Ángulo de reflexión: El ángulo entre el rayo reflejado y la normal al punto de incidencia sobre la superficie reflectante se conoce como ángulo de reflexión . se denota por 

Leyes de la Reflexión

La reflexión de la luz desde una superficie obedece a ciertas leyes llamadas Leyes de la reflexión, enunciadas como:

Primera Ley de la reflexión: De acuerdo con esta ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie reflectante en el punto del incidente, todos se encuentran en el mismo plano.

Segunda Ley de la reflexión: Según esta ley: El ángulo de reflexión es siempre igual al ángulo de incidencia.

Deje que el ángulo de incidencia sea igual a   y el ángulo de reflexión sea   entonces de acuerdo con la ley de reflexión de la luz,

Problemas de muestra

Ejemplo 1: Si el ángulo de incidencia de un rayo de luz es de 35 ^° , calcule el ángulo de reflexión.

Solución:

Dado , ángulo de incidencia=35 ^°

                  Según la ley de la reflexión,

                                         ∠i=∠r

                                          ∠r=35 ^°

                Por lo tanto, el ángulo de reflexión es de 35°.

Ejemplo 2: Un rayo incidente forma un ángulo de 45° con la superficie de un espejo plano, calcule el ángulo de reflexión.

Solución:

Primero calcularemos el ángulo de incidencia. En este caso, el rayo incidente forma un ángulo de 45° con la superficie del espejo, 

                El ángulo de incidencia es el ángulo entre el rayo incidente y la normal. 

                Entonces, en este caso, el ángulo de incidencia será 90° – 45°= 45°. 

               Dado que el ángulo de incidencia es de 45°.

              Según la ley de la reflexión,

                                         ∠i=∠r

              Por lo tanto, el ángulo de reflexión es de 45°.