6. Reflexión y refracción de la luz.
Al llegar a la separación entre dos medios distintos, puede ocurrir que la luz penetre en el segundo medio o que rebote hacia el medio del que provenía.
Reflexión es el cambio de dirección de un rayo de luz al incidir sobre la superficie de separación de dos medios, volviendo al medio del que provenía.
El rayo que llega se conoce como rayo incidente, el rayo que sale como rayo reflejado y la recta perpendicular a la superficie en el punto de incidencia como perpendicular o normal (Figura 16). Se cumplen dos leyes: Leyes de la reflexión.
- Primera: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano.
- Segunda: El ángulo del rayo incidente con la normal o ángulo de incidencia es igual al ángulo del rayo relejado con la normal o ángulo de reflexión.
Cuando una varilla sumergida en agua nos parece que está ópticamente doblada o desplazada de su posición, se debe a la refracción
Refracción es la desviación de un rayo de luz cuando pasa de un medio a otro.
El rayo que llega a la superficie de separación de los dos medios se conoce como rayo incidente, y el rayo que sale y penetra en el segundo medio rayo refractado.
La normal es la recta perpendicular a la superficie de separación de medios en el punto de incidencia (Figura 21). Se cumple que:
- El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en el mismo plano.
- Cuando la luz pasa de un medio donde circula más rápida a un medio en el que es más lenta, el rayo refractado se acerca a la normal (el ángulo de refracción es menor que el ángulo de incidencia) y, si es al revés, se aleja (el ángulo de refracción es mayor que el ángulo de incidencia). Si el rayo incide perpendicularmente a la superficie, no se desvía.
Al atravesar un cristal plano, la luz experimenta dos cambios de medio. Primero pasa del aire al vidrio y luego de este otra vez al aire. Los rayos, a la salida del cristal, son paralelos a los rayos incidentes, pero con todo ello (a no ser que incida perpendicularmente) los rayos de luz sufren un desplazamiento lateral.
Dispersión de la luz.
Un prisma óptico es un objeto de material transparente con dos caras planas que no son paralelas entre sí.
Los prismas ópticos más corrientes son prismas triángulares de vidrio y tienen ángulos de 60° entre sus caras. Los rayos de luz los atraviesan siguiendo las leyes de la refracción y desviándose dos veces respecto a la trayectoria inicial (Figura 31).
Descomposición de la luz
La luz que a nuestros ojos aparece como blanca está compuesta por la reunión de rayos de distintas energías. Cada una, separada de las demás, es apreciada por nuestros ojos como un color distinto.
Todos los colores de la luz viajan a la misma velocidad pero cuando se refractan, no se desvían por igual. Los rayos de mayor energía (hacia el color violeta) se desvían más que los rayos con menor energía (hacia el color rojo). Así, cuando la luz blanca atraviesa un prisma, sufre doble refracción y unos haces de luz se desvían más que otros separándose. Se dice que la luz descompone (Figura 4.30).
Esto puede verse también cuando la luz atraviesa los diamantes y ocasiona las irisaciones características. También ocurre al atravesar las gotas de agua de la lluvia, en cuyo caso se forma en el cielo el conocido arco iris.
Del mismo modo que se descompone, si se reúnen en un mismo punto los distintos rayos de colores, se recompone la luz blanca. A nuestra vista le basta la reunión de los llamados colores primarios (rojo, verde y azul) para tener la sensación de luz blanca porque cada uno de estos colores excita a uno de los tres tipos de conos de la retina.
