Reflexión de la luz

Clasificación de las imágenes

Los espejos producen imágenes que tienen efectos diversos. Estas imágenes están siempre siguiendo algunas leyes, y el conocimiento  de ellas permite construir sistemas ópticos eficaces de tal manera que al colocar un objeto delante, se puede conseguir el efecto deseado.

Un sistema óptico es un conjunto de medios materiales limitados por superficies, cuya finalidad es aprovechar las propiedades de la luz en la construcción de instrumentos como espejos, lentes, lupas, microscopios, telescopios y otros de cualquier naturaleza.

Cuando los rayos de luz parten de un mismo punto y se concentran en otro distinto, se dice que el segundo es la imagen del primero.

Las imagenes se pueden clasificar según su naturaleza en:

  • Reales: Se forman cuando los rayos reflejados después de interactuar con un espejo o lente, se intersectan en un punto. La imagen debe proyectarse sobre un plano o pantalla para ser visible.
  • Virtuales: Se forman cuando los rayos después de interactuar con un espejo o lente, divergen y son sus proyecciones las que se unen en un punto. Estas imagenes no se pueden proyectar en un plano, pero son visibles para el observador.

Con respecto a la posición, la imagenes pueden ser:

  • Derechas: Si están orientadas igual que el objeto
  • Invertidas: Si están en la posición contraria al objeto

Según su tamaño las imagenes se denominan:

  • Aumentadas o mayores si son más grande que el objeto.
  • Disminuidas o menores sin son más pequeñas en relación al objeto.

Reflexión de la luz

La reflexión de la luz es el cambio en la dirección que experimenta un rayo cuando incide sobre una superficie opaca.

 

Reflexión difusa

Se produce cuando la luz incide en una superficie opaca, pero no pulimentada, la cual presenta una serie de irregularidades, que hacen que la luz se refleje en distintas direcciones.

Un hecho importate es que gracias a este tipo de reflexión es posible que nos percatemos de la existencia de luz en algún lugar.

Reflexión especular

Se produce en superifices totalmente pulimentadas como ocurre con los espejos. En este caso la reflexión se produce en una sola dirección gracias  a lo cual es posible formar imágenes.

Este tipo de reflexión obedece a la ley de reflexión por lo que ángulo de incidencia de los rayos es igual a ángulo de reflexión.

 


Ley de reflexión

La ley de reflexión establece que el ángulo que forma el rayo incidente con la normal, es igual al ángulo que se forma entre el rayo reflejado y la normal.

Cabe mencionar también que la reflexión ocurre en el mismo plano y que la normal siempre es perpendicular a la superficie reflectante

Formación de imágenes en espejos planos

La formación de imágenes en espejos planos tiene su explicación en la ley de reflexión.

en general los rayos se reflejan hacia el ojo como si procedoeran de detrás del espejo, pero realmente son los rayos que provienen del objeto y que se reflejan en el espejo.

La imagen formada en el espejo plano tiene las siguientes características:

  1. La imagen formada es virtual
  2. La imagen formada está a la misma distancia que el objeto del espejo.
  3. La imagen está derecha igual que el objeto, sin embargo experimenta una inversión lateral, o sea la izquierada está a la derecha y viceversa
  4. La imágen es de igual tamaño que el objeto.

Aplicación I ¿ De qué tamaño debe ser el espejo para que la persona se vea de cuerpo completo?

Lo primero que sabemos es que la imagen se encuantra a una distancia d del espejo y que el hombre mide una altua h.

Ahora si observamos el triángulo P'DB es semejante al triángulo formado por la altura h, la distancia del objeto a la imágen y la hipotenusa (OPP'), así la proporción de lo lados no queda:

Por lo tanto el  espejo debe tener un tamaño mínimo igual a la mitad del la altura de la persona de manera que se pueda ver de cuerpo completo.

Aplicación II: ¿Cómo demostrar la formación de la imagen trazando rayos?

Se deben seguir los siguientes pasos:

  1. Dibujar la imágen trazando líneas paralelas al espejo como si fuera una simetría axial.
  2. Luego escoger un punto de la imagen y trazar desde ahi una linea que va en dirección del ojo. Tal línea representa como si el rayp de luz proviniese de atrás del espejo.
  3. La parte de la línea que se encuentra de atrás del espejo debe ser dibujada con línea segmentada, porque no es real.
  4. Luego se identifica en el objeto el mismo punto anterior, se traza una línea que va desde el punto a la intercepción del espejo con el rayo dibujado en el paso 2.
  5. Se demuestra así, que en realidad el rayo salió del objeto, llegó al espejo y en el mismo ángulo de incidencia se reflejó.

Imágenes en espejos angulares

Son espejos planos cuya unión forma un cierto ángulo. Si se coloca un objeto, se pueden observar varias imágenes, de acuerdo al ángulo formado. Por ejemplo cuando se coloca dos espejos planos formando un ángulo de 90°, se forman tres imágenes y la imágen del centro no presenta inversión lateral

Ángulo

N° de imágenes

30°

11

45°

8

60°

5

72°

4

90°

3

120°

2

180°

1

 


A continuación se demuestra a través del trazado de rayos la formación de imágenes entre dos espejos planos perpendiculares entre si

A continuación se muestra una serie de fotos que muestran las distinta cantidad de imágenes que se forman según el ángulo de los espejos.

Formación de imágenes en espejos planos paralelos

Cuando dos espejos planos son colocados de manera paralela entre si y se coloca un objeto en medio de ellos, se formarán infinitas imágenes, pues cada una de las imágenes se refleja en el otro espejo y asi sucesivamente.

Es muy común identificar este fenómeno en los ascensores, en los pasillos de los hoteles, etc.

Animaciones para estudiar

Dirección de los rayos reflejados en un espejo plano