La refracción y reflexión son los fenómenos lumínicos que más impactan en la vida diaria, ya que gracias a ellos el agua es capaz de reflejar una imagen o aumentar visualmente el tamaño de un objeto en su interior. Además, estos fenómenos permiten que los rayos del sol lleguen con menor intensidad a la superficie del planeta y, por ende, que los disfrutes sin que te resulten tan dañinos.
En esta experiencia académica, revisarás los conceptos de reflexión y refracción, así como la manera en que ambos se perciben en el medio físico; asimismo, conocerás las fórmulas básicas para estimar y calcular las posibles variables.
Por su naturaleza, la luz actúa como onda y como partícula (fotón). Si se comporta de esta última forma, su energía resulta proporcional a su frecuencia.
Reflexión y refracción
Cuando la luz incide sobre la frontera entre dos medios (uno de ellos el aire, el otro un objeto y la frontera su superficie) se pueden presentar tres situaciones: la reflexión, la refracción y que un porcentaje de luz sea absorbido por el objeto
Tabla 1. Reflexión y refracción.
Fuentes: Serway, R., y Vuille, C. (2018). Fundamentos de Física (10ª ed.). México: CENGAGE Learning.
Tabla 1. Fórmulas generales de la reflexión y refracción de ondas.
Fuentes: Tippens, P. (2020). Física conceptos y aplicaciones (8ª ed.). México: McGraw Hill.
La ley de refracción se puede observar, por ejemplo, en un rayo de luz que viaja a través del aire e incide sobre un vidrio. Para calcular su ángulo de refracción al impactar sobre el material, se emplea dicha ley y, además, se deben tener en cuenta los valores de refracción en aire y en vidrio, los cuales son 1 y 1.52 respectivamente; asimismo, es indispensable contar con un ángulo de incidencia igual a 30°. Entonces, el ángulo de refracción del haz lumínico en el vidrio se calcularía de esta manera:
Al despejar, obtenemos que:
Finalmente, sustituye los valores:
Ahora bien, si deseas calcular la longitud de onda y velocidad de la luz en algún otro material, por ejemplo, en el cuarzo, necesitas las siguientes fórmulas:
En este contexto, los datos requeridos son el índice de refracción del cuarzo, la velocidad de la luz y la longitud de onda en el vacío; por tanto, llegarás a estos resultados:
La reflexión y refracción son fenómenos de la luz al incidir sobre una superficie. En este sentido, el índice de refracción depende de las características de los medios por los que viaja la luz; por ejemplo, las longitudes de onda o la velocidad de la luz.
Estos fenómenos explican el porqué de los espejismos y, además, resultan fundamentales para el desarrollo de lentes de cámaras, telescopios y otras tecnologías.
Asegúrate de:
