4. Leyes de la reflexión y refracción.

• Parte de la onda, al incidir en la superficie de separación, es devuelta al medio por el que viaja, sin variar su velocidad, pero cambiando su dirección y sentido. Es la onda reflejada.

• Otra parte es transmitida, variando su velocidad y dirección, por el segundo medio, tras atravesar la superficie de separación. Es la onda refractada.

Puede ocurrir que, dependiendo de determinadas condiciones, no se produzca la onda refractada, y toda la onda sea reflejada en la superficie separadora, produciéndose el fenómeno de la reflexión total; sin embargo, no es posible que toda la onda sea refractada, habiendo siempre una determinada proporción de onda reflejada.

Dibujaremos siempre rayos de luz en vez de las ondas. Los rayos son perpendiculares a los frentes de onda. Los dibujos quedan así más claros y nos recuerdan a los rayos de linternas o láseres.

Observando la figura se puede apreciar cómo el rayo incidente llega a la superficie de separación S por la izquierda.

Podemos ver una animación abriendo el enlace.

Siempre es necesario dibujar la perpendicular (normal) a la superficie de separación.

El reyo que llega forma con la normal a dicha superficie (N) (en el punto de incidencia) un ángulo, llamado ángulo de incidencia i, y sale parte de él reflejado volviendo al mismo medio formando con la normal N un ángulo de reflexión (r )

Otra parte se refracta atravesando la superficie S y pasando al otro lado formando un ángulo r´ con la normal N. Este ángulo se denomina ángulo de refracción.

Las leyes que rigen estos fenómenos se denominan leyes de Snell en honor del matemático holandés Willebrod Snell (1591-1626), que fue su descubridor.

Los ángulos están en relación con la velocidad de la luz. A más velocidad, más angulo. Sin embargo Snell descubrió que además en esa relación intervienen los senos de los ángulos.

Leyes de Snell:

1.ª El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.

2.ª Los senos de los ángulos de incidencia y refracción son proporcionales a la velocidad de propagación en los dos medios. sen i/sen r´= v₁/ v₂.

No es raro que fuese un holandés el descubridor de estas leyes ya que en este país estaban los mejores artesanos en el trabajo del vidrio y los espejos. Se empezaban a fabricar lentes de calidad que permitían mejorar la visión y con ellas los primeros telescopios.

Intenta explicar con estas leyes algunos fenómenos conocidos como el que las piscinas parecen menos profundas de lo que son, que los lápices se curvan al entrar en el agua o los espejismos.