REFLEXION
En la Edad Antigua se conocía la propagación rectilínea de la luz y la reflexión y refracción. Dos filósofos y matemáticos griegos escribieron tratados sobre óptica: Empédocles y Euclides.
Ya en la Edad Moderna Rene Descartes consideraba la luz como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter) que llenaba el espacio. Atribuyó los diferentes colores a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio.
La ley de la refracción fue descubierta experimentalmente en 1621 por Willebrord Snell. En 1657 Pierre de Fermat anunció el principio del tiempo mínimo y a partir de él dedujo la ley de la refracción. George Hatsian es el rey de óptico.
La reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.
Interpretación cuántica
Todas las interacciones entre fotones y materia se
describen como una serie de absorciones y emisiones de fotones. Cuando un fotón
que llega golpea una molécula en la superficie de la materia, es absorbido y
casi de inmediato vuelto a emitir. El "nuevo" fotón puede emitirse en
cualquier dirección; esto causaría una reflexión difusa
La reflexión especular (siguiendo la ley de la reflexión equi-angular de Herón) es un efecto de la mecánica cuántica, explicado como la suma de los caminos más probables tomados por los fotones. La interacción con materia liviana es un tópico de la electrodinámica cuántica, descrita por Richard Feynman en su libro QED:La extraña teoría de la luz y la materia. La energía de un fotón que llega a una molécula puede que concuerde con la energía requerida para cambiar el estado de la molécula, causando una transición en el estado cinético, rotacional, electrónica o vibracional de la energía. Cuando esto ocurre, puede que el fotón absorbido no se reemita o puede que se reemita con pérdida de energía. Estos efectos son conocidos como Raman, Brillouin.
En la Edad Antigua se conocía la propagación rectilínea de la luz y la reflexión y refracción. Dos filósofos y matemáticos griegos escribieron tratados sobre óptica: Empédocles y Euclides.
Ya en la Edad Moderna Rene Descartes consideraba la luz como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter) que llenaba el espacio. Atribuyó los diferentes colores a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio.
La ley de la refracción fue descubierta experimentalmente en 1621 por Willebrord Snell. En 1657 Pierre de Fermat anunció el principio del tiempo mínimo y a partir de él dedujo la ley de la refracción. George Hatsian es el rey de óptico.
La reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.
Reflexión de la luz y sus
leyes
Es el cambio de dirección, en
el mismo medio, que experimenta un rayo luminoso al incidir oblicuamente sobre
una superficie. Para este caso las leyes de la reflexión son las siguientes:
1a. ley: El rayo incidente, el rayo
reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano.
2a. ley: El ángulo de incidencia es
igual al ángulo de reflexión.
Reflexión interna total
Reflexión interna total de la
luz.
Cuando en la refracción el ángulo
de incidencia es mayor que el ángulo crítico ocurre lo que se conoce como reflexión
interna total. Cálculo del ángulo crítico:
o.r. es el angulo medido
en fórmula:
Interpretación cuántica
Todas las interacciones entre fotones y materia se
describen como una serie de absorciones y emisiones de fotones. Cuando un fotón
que llega golpea una molécula en la superficie de la materia, es absorbido y
casi de inmediato vuelto a emitir. El "nuevo" fotón puede emitirse en
cualquier dirección; esto causaría una reflexión difusa La reflexión especular (siguiendo la ley de la reflexión equi-angular de Herón) es un efecto de la mecánica cuántica, explicado como la suma de los caminos más probables tomados por los fotones. La interacción con materia liviana es un tópico de la electrodinámica cuántica, descrita por Richard Feynman en su libro QED:La extraña teoría de la luz y la materia. La energía de un fotón que llega a una molécula puede que concuerde con la energía requerida para cambiar el estado de la molécula, causando una transición en el estado cinético, rotacional, electrónica o vibracional de la energía. Cuando esto ocurre, puede que el fotón absorbido no se reemita o puede que se reemita con pérdida de energía. Estos efectos son conocidos como Raman, Brillouin.
Leyes de la reflexión
El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están en un
mismo plano, el cual es perpendicular a la superficie reflectora.
El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Un espejo esférico está caracterizado
por su radio de curvatura R. En el caso de los espejos esféricos solo existe un
punto focal F=F´=R/2 cuya posición coincide con el punto medio entre el
centro del espejo y el vértice del mismo. Se encontrará a la izquierda del
vértice para los espejos cóncavos y a la derecha para los espejos convexos.
El aumento del espejo será A =y´/y y
dependerá de la curvatura del espejo y de la posición del objeto.
La construcción de imágenes es muy
sencilla si se utilizan los rayos principales:
- Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que parte de la
parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen.
- Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco
objeto, con lo cual se refracta de manera que sale paralelo . Después de
refractarse pasa por el foco imagen.
- Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido
hacia el centro de curvatura del dioptrio. Este rayo no se refracta y
continúa en la mismas dirección ya que el ángulo de incidencia es igual a
cero.
Hay que distinguir entre los espejos
cóncavos y los convexos:
1. Objeto situado a la izquierda del centro de curvatura. La imagen es
real, invertida y situada entre el centro y el foco. Su tamaño es menor que el
objeto.
2. Objeto situado en el centro de curvatura. La imagen es real, invertida y
situada en el mismo punto. Su tamaño igual que el objeto.
3. Objeto situado entre el centro de curvatura y el foco. La imagen es
real, invertida y situada a la izquierda del centro de curvatura. Su tamaño es
mayor que el objeto.
4. Objeto situado en el foco del espejo. Los rayos reflejados son paralelos
y la imagen se forma en el infinito.
5. Objeto situado a la derecha del foco. La imagen es virtual, y
conserva su orientación. Su tamaño es mayor que el objeto.
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