Propiedades de la Luz: Reflexión, Refracción, Dispersión y Absorción

Comportamiento del Fenómeno Luminoso

La luz se propaga en línea recta a una velocidad constante. Su comportamiento varía según el medio con el que interactúa. A continuación, se describen los principales fenómenos:

Reflexión

La reflexión ocurre cuando la luz choca con una superficie. La forma en que la luz se refleja depende de las características de la superficie.

• Reflexión especular: Se produce en superficies pulidas. La luz cambia de dirección siguiendo un camino determinado, de acuerdo con las leyes de Snell. En este tipo de reflexión, los rayos se reflejan de manera ordenada. Las leyes de Snell establecen que:
  • El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano.
  • El ángulo del rayo incidente con la normal es igual al ángulo del rayo reflejado con la normal.
• Reflexión semiespecular: Ocurre en superficies lisas mate. La luz se refleja en ángulos ligeramente diferentes, pero en la misma dirección general. Se considera una reflexión intermedia.
• Reflexión difusa: La luz que llega con una sola dirección es reflejada, siguiendo las leyes de Snell, en diferentes direcciones. El objeto irradiado emite luz difusa en todas direcciones.
• Reflexión acromática/cromática: Si se reflejan todas las longitudes de onda del espectro, la reflexión es acromática. Si la reflexión afecta directamente a distintas longitudes de onda, se denomina cromática y la superficie se percibe coloreada.

Refracción

La refracción ocurre cuando la luz pasa de un medio a otro con una densidad óptica diferente. Esto provoca un cambio en la velocidad y la dirección de su trayectoria de propagación.

• Leyes de Snell: El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.
• La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante e igual al cociente entre las respectivas velocidades de propagación en los diferentes medios: sen i / sen r = n = v1 / v2.
• Grado de desplazamiento del rayo refractado: La desviación o aproximación a la normal que sufre un rayo incidente al atravesar un dioptrio depende de la densidad de las sustancias de los medios, del ángulo de incidencia y de la longitud de onda del rayo incidente.
• Índice de refracción: La densidad de un medio se expresa mediante la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en ese medio. No puede ser inferior a 1.
• Ángulo de incidencia y ángulo crítico: El ángulo crítico es el ángulo de incidencia al que le corresponde un ángulo de refracción de 90 grados. Si el rayo incidente llega perpendicular a la superficie, sigue su trayectoria sin refractarse. Cuanto mayor sea el ángulo de incidencia del rayo incidente, mayor será el ángulo del rayo refractado. Si el ángulo de incidencia es igual al ángulo crítico, el rayo refractado emerge a lo largo de la superficie, produciendo una emergencia rasante. Si el ángulo de incidencia es superior al ángulo crítico, el rayo se refleja en lugar de refractarse.
• Longitud de onda del rayo incidente: Cuando la luz blanca pasa de un medio a otro, sufre una desviación para cada longitud de onda.

Dispersión

La dispersión se produce cuando la luz llega a un medio más denso. Las ondas más cortas pierden velocidad, lo que varía el índice de refracción.

Absorción

La absorción es la cantidad de luz que puede absorber un material, que no es reflejada ni transmitida, y que se transforma en calor en el interior del material.