Reflaxion y refelxion de la luz

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Reflexión y refracción de la luz
Los fenómenos de reflexión y refracción se producen en general cuando un movimiento ondulatorio se encuentra en sus propagación con una superficie que separa dos medios distintos. La parte de la onda que logra atravesar dicha superficie y pasar al otro lado frecuentemente cambia de dirección, conociéndose este fenómeno como refracción. También sucede que partede la onda (o toda) rebota con la superficie, denominándose reflexión a este fenómeno.

Reflexión
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Figura: Reflexión de una onda. |

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Figura: Explicación según el principio de Huygens de la reflexión. |
La ley de la reflexión se enuncia afirmando que, cuando un rayo de luz, o bien la dirección de propagación de un frente de ondas, se encuentra con una superficie, la onda reflejadalo hará con un ángulo igual que el de la onda incidente, medido desde la perpendicular a la superficie donde se refleja la onda.
Tomando las magnitudes de la figura esto se expresa simplemente como .

Refracción
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Figura: Explicación según el principio de Huygens de la refracción. |
La ley de refracción nos ofrece el ángulo que adopta la propagación de la onda en elsegundo medio, medido también respecto a la vertical a la superficie, como se indica en la figura. Además los rayos de incidencia, reflexión y refracción se encuentran siempre en el mismo plano. La ley que relaciona el ángulo de incidencia con el de refracción se conoce como ley de Snell, que es

donde y son dos constantes relacionadas con las características de cada medio y que se denominaníndice de refracción. Este índice de refracción de un medio resulta ser

en donde es la velocidad de la luz en dicho medio. Se deduce por tanto que para luz en el vacío cuya velocidad es se tendrá que .
La ley de Snell es válida para pasar de un medio a otro cualquiera. Cuando tenemos que pasar de un medio 1 a otro 2 tal que tendremos que y como no habrá ningún tipo de problema. Ahora bien,cuando tengamos que entonces y al tomar existirá un ángulo tal que . ¿Qué pasará para ángulos ?. Pues sucederá que para estos y por tanto, nuestro problema no tendrá solución real.
El significado físico de este fenómeno nos dice lo siguiente: en estos casos existe una ángulo límite a partir del cual es imposible que se produzca el fenómeno de refracción y por tanto toda la luz que incida sobre esasuperficie será reflejada. Por esta razón a este fenómeno se le conoce como reflexión total.
Un ejemplo práctico se puede observar cuando se bucea: a partir de cierto ángulo de inclinación en el cual miremos a la superficie del agua, veremos esta como un espejo, pero no podremos ver absolutamente nada de lo que hay por encima del agua.

La ley de Snell es una fórmula simple utilizada paracalcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz (o cualquier onda electromagnética) con índice de refracción distinto.
La ley de snell es muy utilizada en muchos casos. La misma afirma que el producto del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre lasuperficie separatriz de dos medios. Aunque la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos de refracción de la luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una superficie de separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación de la onda varíe.
Para un rayo luminoso con un ángulo de incidencia sobre el primer medio, ángulo entre la normal a la superficie y ladirección de propagación del rayo, tendremos que el rayo se propaga en el segundo medio con un ángulo de refracción cuyo valor se obtiene por medio de la ley de Snell.

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