ENSAYO SOBRE LA IMPORTANCIA DE LAS LEYES DE LA REFRACCION Y FRELEXION

...

Al hablar de los espejos nos referimos a aquellos objetos en los que la luz se refleja y crea imágenes diferentes debido al tipo del espejo, podemos encontrar los espejos planos que son una superficie totalmente plana que produce una imagen virtual, derecha y del mismo tamaño. El término virtual, según el diccionario de la Real Academia Española significa: adj. Fís. Que tiene existencia aparente y no real (50). Estas imágenes virtuales se forman detrás o dentro del espejo pero en realidad no están en ese lugar, tienen función cuando una lupa simple de lente convergente se coloca entre el objeto y el ojo, variando su posición y situando el objeto sobre el foco se consigue una imagen virtual.

Los espejos esféricos son una superficie que tiene su geometría esférica, que además se clasifican según su radio de curvatura en cóncavos y convexos. Los espejos cóncavos están curvados como el interior de un recipiente, se utilizan para enfocar la luz y las imágenes suelen aparecer más grande y boca abajo al objeto original. El espejo convexo es curvado como el exterior de un recipiente, refleja un área de visión más amplio y las imágenes reflejadas parecen más pequeños. Existen muchos usos para los espejos cóncavos y convexos, especialmente en las áreas de la ciencia y la seguridad. Estos espejos esféricos forman imágenes creadas directamente por los rayos de luz ya que son capaces de proyectar estas imágenes frente a ellos; nos encontramos con este tipo de espejos cuando queremos realizar una exposición en clase ya que las proyecciones de diapositivas y las imágenes creadas por un proyector de transferencias son imágenes reales.

Para poder entender por completo como surge la imagen a través de espejos es necesario comprender la ecuación del espejo, que no es más que la demostración por medio de la geometría de la relación entre la distancia al objeto, la distancia a la imagen y la distancia focal. De igual manera el factor de amplificación lateral, entendemos por amplificación según E. Tippens (2007) “A la razón del tamaño de la imagen al tamaño del objeto” (p.19). Esta razón se puede calcular para un espejo esférico y se expresa en función de las distancias a la imagen y al objeto; es llamada también factor de aumento o simplemente aumento. Para indicar la orientación de la imagen en los cálculos se agrega el signo menos: Un valor positivo indica que es una imagen derecha y un negativo se trata de una imagen invertida.

Ahora bien la refracción, según el autor Jesús Peña Cano en su blog sobre la reflexión y refracción de la luz: “Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro se produce un cambio en su dirección debido a la distinta velocidad de propagación que tiene la luz en los diferentes medios materiales” (2010, “Practica ciencia”). En pocas palabras es el cambio de dirección de los rayos luminosos que se propagan con distintas velocidades, los elementos que influyen en la refracción de la luz son el rayo incidente que es la dirección que se propaga el rayo en el primer medio y el rayo refractado que es la nueva dirección que adquiere al entrar en otro medio. El ángulo de incidencia es el ángulo que forma el rayo incidente con la norma a la superficie de separación de ambos medios y por último el índice de refracción es una medida de la velocidad de la luz en un material transparente, todos estos términos forman parte para poder entender el fenómeno de refracción de la luz.

En cuanto a las leyes de refracción el físico holandés Willebrord Snell descubrió una relación entre los ángulos y la rapidez de la luz en dos medios, que establece la ley de Snell la cual dice que el valor entre el ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante al valor de las velocidades con que se propaga la onda en dos medios dados, para obtener el resultado de esta ecuación (ley de Snell) se hacen algunas consideraciones como la velocidad de la luz es mayor en el vacío que en los medios materiales, la frecuencia de las radiaciones es igual en el vacío que en los medios materiales; sin embargo la longitud de onda si cambia si entra en un material determinado y es diferente de la que se presenta en el vacío. La frecuencia hace que varios medios dispersivos como el vidrio, la atmosfera, el agua dependan de ella; ahora bien para entender que es dispersión analicemos la definición general de esta, la dispersión de la luz es el fenómeno por el cual distintas longitudes de onda se refractan con ángulos distintos al atravesar medios materiales. Es decir los rayos de luz de distintos colores se separan al pasar por alguno de los medios dispersivos antes dichos, la luz roja es la que menos se desvía mientras que la luz azul-violenta es la que más lo hace. En este caso la refracción hace una separación del haz lumínico de acuerdo con las longitudes de onda y se dice entonces que el material presenta dispersión. Si ahora te preguntas ¿Qué relación encuentro con la dispersión de la luz y mi vida cotidiana? Es sin duda que este fenómeno nos ayuda apreciar los paisajes que la naturaleza nos regala, el arcoíris es quizás el ejemplo más conocido de dispersión que se da en la naturaleza de forma natural. Por otra parte llamamos ángulo límite al ángulo mínimo de incidencia a partir del cual se produce la reflexión total, sin embargo existe un límite para cierto ángulo de incidencia, llamado ángulo crítico. La reflexión total es aquel fenómeno que se produce cuando un rayo de luz atraviesa un medio menor al que se encuentra, decimos que se produce reflexión interna total en un medio cuando no existe ángulo refractado y solo existe el rayo reflejado.

Una de las consecuencias más importantes que tiene la reflexión, es el uso de una moderna tecnología que se centra en el uso de fibras transparentes para la transmisión de la luz, que es llamada fibras ópticas, ampliamente utilizadas en las telecomunicaciones y en la medicina (endoscopios). Las fibras ópticas sirven para transmitir luz a distancias muy grandes, los materiales transparentes tienen diversos grados de transmisión por lo cual son fabricadas con plásticos y a veces vidrios. Cuentan con un índice de refracción tal que dicho índice es mayor que el índice de refracción del material que lo recubre. De esta manera, cuando se introduce un pulso de luz con un determinado ángulo de entrada en la fibra se consigue que quede confinado en su interior llegando al final sin apenas pérdida de intensidad, ya que todas las reflexiones que se producen cumplen la condición de reflexión total.

La importancia de las leyes de reflexión y refracción además de su relación con los espejos y lentes es tan grande que se encuentra en muchas actividades en nuestra vida diaria, por ejemplo