Reflexión (Continuación)

Ahora, supongamos que una de un rayo de luz paralelo entre HA y LC es incidente en un espejo plano, e imagine un frente de onda plano AB el que es normal a los rayos, alcanzando la superficie, ver figura 1. En este instante el punto A actúa como el centro de disturbio. Supongamos que requerimos el nuevo frente de onda en un tiempo correspondiente al instante cuando el disturbio en B llega a C. La ola desde A llega a la superficie de una esfera de radio AD en este instante. Cuando otros puntos entre AC en el espejo, como P, son alcanzados por los disturbios que comienzan en AB, las olitas de un radio menor que AD como PM son obtenidas en el instante que estamos considerando. El nuevo frente de onda es la superficie CMD que toca las olitas.

FIGURE 1 Credits:

 

En la aucencia de un espejo, el frente plano de la onda AB alcanzaría la posición EC en el tiempo considerado. Así AD=AE=BC, y PN=PM, donde PN es perpendicular a EC. Los triángulos PMS, PNC son cada uno 90^o, y PN=PM.

Así que los ángulos marcados como q en la figura de arriba son todos iguales.

Ley de Reflexión. Nosotros podemos ahora deducir la ley de reflexión para los ángulos de incidencia y reflexión. El incidente “wavefront” frente de onda AB y el reflejado frente de onda CD crean ángulos iguales q  con el espejo AC. Desde entonces los rayos incidentes y reflejados como HA y HD son normales (90°) a los frentes de onda, estos rayos también hacen ángulos con AC. Así que los ángulos de incidencia y reflexión son iguales.

A una distancia considerable de una pequeña fuente de luz, una limitada porción de ondas esféricas serán prácticamente planas. Los rayos, los cuales son siempre perpendiculares a las ondas, serán es este caso muy paralelos (Figura 2ª). La luz del sol es un ejemplo. Si un rayo de luz paralelo golpea un espejo plano, la ley de reflexión nos dice que los rayos serán también paralelos luego de la reflexión (Figura 2b). Esto es llamado reflexión regular. En contraste, cuando dicho rayo de luz golpea una superficie irregular áspera, se da lugar la reflexión difusa (figura 2c). En cada punto de la superficie el ángulo de incidencia y reflexión son iguales, pero las varias porciones de la superficie tienen diferentes direcciones, y cambian las direcciones de los rayos reflejados. Como resultado, una superficie rugosa será visible desde case cualquier porción, mientras que para recibir luz desde un espejo, su ojo debe estar en esa dirección en particula en la que el efecto de la textura de la superficie en la luz el espejo refleja difusamente. Un espejo perfectamente plano y limpio no sería visible; lo que usted vería sería la fuente de la luz en lugar del espejo.

FIGURE 2 Credits

 

Una superficie de plata bastante pulida refleja cerca del 95% de la luz que cae en ella perpendicularmente. Un espejo ordinario, consistente en una hoja de vidrio plateada en el fondo, refleja cerca del 90%. La superficie de una sustancia transparente, como una hoja de vidrio, refleja algo de luz aun aunque ellos pueden no ser plateados. Usted notará, por ejemplo, que en la noche el interior de un cuarto iluminado en el que usted está sentado puede ser reflejado en la superficie de las ventanas. Solo cerca del 8% de la luz que cae perpendicularmente en una hoja de vidrio es reflejada, la mitad de esta desde la superficie trasera; pero a mayores ángulos de incidencia (incidencia ‘apacentada’) casi toda la luz entrante es reflejada en el frente de la superficie. Esto explica porqué la reflexión del sol en un lago no es extremamente brillante cuando el sol está en lo más alto pero es muy deslumbrante cuando el sol está en más abajo.