Fenómenos Ópticos de la Luz: Espectro, Propagación y Espejos

El Espectro Electromagnético

El espectro electromagnético es el conjunto de ondas electromagnéticas ordenadas según su frecuencia y longitud de onda. Las ondas que forman el espectro electromagnético son las siguientes:

• Ondas de radio.
• Ondas de televisión (TV) y radio FM.
• Microondas.
• Radiación infrarroja.
• Radiación visible.
• Radiación ultravioleta.
• Rayos X.
• Rayos gamma.

Propagación y Velocidad de la Luz

Fuentes Luminosas y Cuerpos Iluminados

Todos los cuerpos que emiten luz propia son fuentes luminosas.

Los cuerpos iluminados se clasifican en:

• Cuerpos opacos.
• Cuerpos translúcidos.
• Cuerpos transparentes.

Propagación de la Luz

La luz se propaga en línea recta (esta línea recta se denomina rayo luminoso) y en todas las direcciones en un medio homogéneo.

Cuando se coloca un cuerpo opaco ante una fuente luminosa, se produce la sombra. Cuando la oscuridad no es total, se denomina penumbra.

Reflexión de la Luz

La reflexión de la luz es el fenómeno que ocurre cuando un rayo de luz incide sobre una superficie y cambia de dirección de propagación.

Elementos de la Reflexión

Los elementos que intervienen en la reflexión de la luz son:

• Rayo incidente: Rayo de luz que llega a la superficie.
• Rayo reflejado: Rayo de luz que aparentemente sale de la superficie.
• Normal: Línea recta imaginaria perpendicular a la superficie en el punto de incidencia.
• Ángulo de incidencia: Ángulo formado entre el rayo incidente y la normal.
• Ángulo de reflexión: Ángulo formado por el rayo reflejado y la normal.

Leyes de la Reflexión

Las leyes de la reflexión explican cómo se refleja la luz en un cuerpo:

• El ángulo que forman el rayo incidente y la normal a la superficie es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la normal a la superficie.
• El rayo incidente y el reflejado se encuentran en un mismo plano.

Tipos de Reflexión

Cuando la reflexión se produce en una superficie perfectamente lisa, se denomina reflexión especular.

Cuando la reflexión se produce en una superficie irregular que refleja los rayos en todas las direcciones, se denomina reflexión difusa.

Espejos

Los espejos son superficies que reflejan la luz. En el caso de los espejos planos, los rayos de luz que inciden paralelamente a la superficie salen reflejados también de manera paralela. En los espejos, ocurre el fenómeno de la inversión especular, que consiste en invertir la imagen; es decir, aquello que el objeto tiene hacia la derecha en la imagen se ve hacia la izquierda.

Por su forma, los espejos se clasifican en espejos planos y espejos esféricos.

Espejos Planos

Los espejos planos son aquellos formados por una superficie plana.

Elementos de los Espejos Planos

Los elementos que intervienen a la hora de formar imágenes en un espejo plano son los siguientes:

• Zona real: La zona del espacio delante del espejo.
• Zona virtual: La zona del espacio detrás del espejo.
• Objeto: Cuerpo a partir del cual se dibujan los rayos luminosos que inciden en el espejo y que siempre se encuentra en la zona real.
• Imagen: Cuerpo obtenido mediante la intersección de los rayos reflejados (imagen real) o la prolongación de estos rayos (imagen virtual).

Características de la Imagen en Espejos Planos

Las características de la imagen obtenida con un espejo plano son:

• Tiene el mismo tamaño que el objeto.
• La imagen formada detrás del espejo (imagen virtual) se encuentra a la misma distancia del espejo que el objeto.
• La imagen es invertida lateralmente.

Espejos Esféricos

Son espejos formados por una superficie esférica.

Tipos de Espejos Esféricos

Hay dos tipos de espejos esféricos:

• Espejos cóncavos: Son los espejos esféricos que tienen como superficie reflectante la parte interna de la superficie esférica.
• Espejos convexos: Son los espejos esféricos que tienen como superficie reflectante la parte externa de la superficie esférica.

Elementos Ópticos de los Espejos Esféricos

En los espejos esféricos, los elementos ópticos son los siguientes:

• Objeto: Cuerpo a partir del cual se dibujan los rayos luminosos que inciden en el espejo y que siempre se encuentra en la zona real.
• Imagen: Cuerpo obtenido mediante la intersección de los rayos reflejados (imagen real) o la prolongación de estos rayos (imagen virtual).
• Zona real: Parte frontal del espejo.
• Zona virtual: Parte posterior del espejo.
• Centro de curvatura (C): Centro de la esfera del espejo.
• Vértice (V): Centro geométrico del espejo.
• Eje óptico: Línea que une el centro de curvatura y el vértice del espejo.
• Foco (F): Lugar por donde pasan todos los rayos reflejados por el espejo que provienen de rayos paralelos al eje óptico.