Reflexión: Definición, Leyes de reflexión y Reflexiones múltiples (explicado con un diagrama)

Reflexión: Definición, Leyes de la Reflexión y Reflexiones Múltiples (explicadas con un diagrama)!

Cuando la luz cae sobre un objeto, parte de él rebota en el objeto. El rebote de la luz en una superficie se llama reflexión. Todas las superficies reflejan la luz. Qué tan bien una superficie refleja la luz depende de la naturaleza de la superficie. Las superficies brillantes y lisas, como un espejo, reflejan la luz mejor que las superficies opacas y ásperas, como una pared o una hoja de papel.

Cuando un haz de luz cae sobre una superficie lisa, los rayos del haz se reflejan en una dirección particular y permanecen paralelos entre sí. Esto se conoce como reflexión regular. Como los rayos se reflejan de manera ordenada, la imagen formada es clara.

Cuando un rayo golpea una superficie desigual, sus rayos se reflejan en diferentes direcciones. Esto se llama reflexión difusa o reflexión irregular. Dado que los rayos reflejados se difunden, o se propagan, en diferentes direcciones, vemos una imagen borrosa o ninguna imagen en absoluto.

La reflexión desde un espejo plano es un ejemplo de reflexión regular. Un espejo se fabrica recubriendo una delgada capa de aluminio o plata en la parte posterior de una lámina de vidrio. La capa de metal es extremadamente suave y forma la superficie reflectante del espejo. La superficie lisa garantiza que la luz que cae sobre ella se refleje regularmente. Es por eso que ves una imagen clara y brillante de un objeto en un espejo.

Además de los espejos, las imágenes están formadas por superficies brillantes como las de los utensilios de metal. Como la superficie de un utensilio no es tan suave como la de un espejo, los rayos reflejados en su superficie se difunden (Figura 12.2). Por lo tanto, la imagen formada no es tan clara y brillante como la de un espejo. Además, a medida que la superficie de un utensilio se raya con el uso, los reflejos de su superficie se vuelven más difusos. Así, la imagen formada se vuelve más turbia.

Términos relacionados con la reflexión:

Antes de aprender más sobre la reflexión, necesita conocer algunos términos relacionados con la reflexión. Un rayo de luz que cae sobre una superficie se llama rayo incidente. Y el rayo de luz que se refleja en la superficie se llama rayo reflejado.

La figura 12.3 muestra el reflejo de un rayo de luz que cae sobre una superficie lisa en O. O se denomina punto de incidencia del rayo. AO es el rayo incidente y OB es el rayo reflejado. ON es la perpendicular a la superficie en O. Se llama normal a la superficie en el punto de incidencia.

El ángulo formado por el rayo incidente con la normal se denomina ángulo de incidencia (i). El ángulo formado por el rayo reflejado con la normal se denomina ángulo de reflexión (r).

Leyes de reflexión:

El reflejo de la luz sigue dos leyes:

1. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

2. El rayo incidente, el rayo reflejado y lo normal en el punto de incidencia se encuentran en el mismo plano.

A menudo expresamos la primera ley en definitiva como

1. Hagamos una fuente de rayos para verificar las leyes de la reflexión. Haga una hendidura en un trozo de papel grueso y utilícelo para cubrir el lado brillante de un espejo pequeño. Brilla una antorcha en la hendidura. La luz que pasa a través de la rendija y se refleja en el espejo formará un "rayo". Otra fuente de rayos es una 'caja de rayos'. Para hacer uno, retire la parte superior de una caja de cartón y corte una ventana en la parte inferior. Haga una hendidura en un trozo de papel cuadriculado y fíjelo sobre la ventana. Enciende una antorcha en la rendija para obtener un rayo de luz.

2. Dibuje una línea recta XY en una hoja de papel (Figura 12.4). Coloque un espejo en posición vertical, con su superficie posterior (su superficie reflectante) en la línea. Deja que un rayo de luz de tu fuente de rayos caiga en el espejo. El rayo se reflejará.

Trace el incidente y los rayos reflejados, y luego retire el espejo. Produzca los rayos para cumplir con XY en O. Dibuje un normal a XY en O, y mida los ángulos de incidencia y reflexión con un transportador. Repita este experimento varias veces. Cada vez que gire la hoja con el espejo de manera que el rayo incidente caiga en diferentes ángulos en el espejo. Encontrarás que en cada caso.

En esta actividad, el rayo incidente, el rayo reflejado y lo normal en el punto de incidencia se encuentran en el plano de la hoja de papel. Repita la actividad colocando la hoja en el borde de una mesa y plegándola cerca de O. Esta vez, el rayo reflejado no caerá en la parte doblada, porque está en un plano diferente.

Imagen formada por un espejo plano.

Cuando sostenemos un lápiz delante de un espejo plano, vemos su imagen. Los rayos de luz del lápiz caen al espejo y se reflejan. Cuando los rayos reflejados entran en nuestros ojos, vemos una imagen del lápiz. Los rayos parecen provenir de una posición detrás del espejo, y vemos la imagen del lápiz allí.

Pero si mantenemos una pantalla detrás del espejo, la imagen no se formará en ella. Como saben, una imagen que no se puede formar en una pantalla se llama imagen virtual. Entonces, una propiedad de la imagen formada por un espejo plano es que es una imagen virtual. Otra propiedad es que la imagen es erecta (vertical).

¿A qué distancia detrás de un plano del espejo se forma la imagen? Para averiguarlo, hacer la siguiente actividad.

Actividad:

Coloque una lámina de vidrio transparente en posición vertical entre dos libros gruesos o bloques de madera. Enciende una vela y colócala en un lado del vaso. El vidrio actúa como un espejo plano. Verá una imagen tenue de la vela detrás del cristal. Toma otra vela del mismo tamaño, pero no la enciendas.

Colóquelo detrás del vidrio de tal manera que se combine con la imagen de la primera vela. Esto coloca la segunda vela en la ubicación de la imagen y hace que parezca que está encendida (Figura 12.6). Medir las distancias entre la lámina de vidrio y las velas.

Repita el experimento varias veces. Cada vez, coloque la primera vela en una nueva posición y la segunda vela en la ubicación de la imagen. En todos los casos, encontrará que las dos velas están a la misma distancia de la lámina de vidrio.

La actividad muestra que para la reflexión desde un espejo plano, la imagen se forma tan por detrás del espejo como el objeto está delante de él. En otras palabras, las distancias de la imagen y el objeto desde el espejo son iguales.

Los espejos de afeitar y los espejos retrovisores de los vehículos son espejos curvos. Si coloca un objeto cerca de un espejo de afeitado, su imagen será más grande que el objeto. Y si coloca el objeto frente a un espejo retrovisor, su imagen será más pequeña. Pero si coloca el objeto frente a un espejo plano, la imagen formada tendrá el mismo tamaño que el objeto.

Inversión lateral:

En la imagen formada por un espejo plano, los lados izquierdo y derecho se invierten. Este cambio lateral (lateral) se llama inversión lateral. Si separa el cabello a la izquierda, su imagen en un espejo plano tendrá la separación a la derecha.

Las manecillas de un reloj en la posición de las 3 en punto parecen estar en la posición de las 9 en punto en la imagen. Una flecha hacia la derecha se convierte en una flecha hacia la izquierda, la letra 'd' se convierte en 'b', 'p' se convierte en 'q' y así sucesivamente. Es por eso que las letras de la palabra ambulancia están escritas lateralmente invertidas frente a una ambulancia. Esto hace que la palabra aparezca de manera correcta en los retrovisores.

Ahora que ha aprendido sobre las propiedades de la imagen formada por un espejo plano, puede decir que la imagen es:

(a) Virtual,

(b) erecto,

(c) invertido lateralmente,

(d) Del mismo tamaño que el objeto, y

(e) A la misma distancia del espejo que el objeto.

Reflexiones múltiples:

Un espejo plano forma una imagen de un objeto colocado delante de él. Este es el resultado de un solo reflejo de la luz. ¿Qué sucede si el objeto se coloca entre dos espejos que están en ángulo entre sí? Averigüemos.

Actividad:

Coloque dos espejos en posición vertical, en ángulo recto entre sí. Dibuje una flecha como se muestra en la imagen y colóquela entre los espejos (Figura 12.8). ¿Cuántas imágenes ves? ¿Todas las imágenes muestran inversión lateral?

Cada uno de los espejos formará una imagen debido a la reflexión. Cada una de estas imágenes está formada por una sola reflexión [Figura 12.9 (a)]. Estas imágenes son invertidas lateralmente. Además, se forma una imagen en el borde donde se encuentran los espejos.

Esta imagen está formada por rayos que se reflejan dos veces [Figura 12.9 (b)]. Como resultado, esta imagen no se invierte lateralmente. Por lo tanto, los lados izquierdo y derecho de la flecha y la palabra "izquierda" aparecen de manera correcta en esta imagen.

¿Qué sucede cuando el ángulo entre los espejos es diferente de 90 °? Descubrirá que a medida que avanza en la reducción del ángulo entre los espejos, la cantidad de imágenes aumenta.

Y cuando el ángulo se vuelve cero, es decir, cuando los espejos se vuelven paralelos entre sí, el número de imágenes se vuelve infinito. Es por eso que cuando se coloca un espejo detrás de la cabeza después de un corte de cabello, no solo ves la parte posterior de la cabeza, sino que también ves innumerables imágenes de ti mismo.

El número de imágenes de un objeto colocado entre dos espejos se puede encontrar en la siguiente fórmula.

Cuando el ángulo entre los espejos es de 90 °, el número de imágenes es (360/90 °) -1 = 4-1 = 3. Del mismo modo, cuando el ángulo es de 60 °, el número de imágenes es (360/60 °) -1 = 6-1 = 5.

Caleidoscopio:

El caleidoscopio es un dispositivo que utiliza reflexiones para producir patrones. Se compone de espejos inclinados entre sí. Los espejos forman múltiples imágenes de objetos frente a ellos. Esto crea patrones hermosos, que cambian cuando el caleidoscopio se gira o se sacude.

Puedes hacer un caleidoscopio con tres tiras de espejo de igual tamaño. Pegue las tiras con sus lados brillantes hacia adentro para formar un tubo triangular. Ahora pegue dos lados de una bolsa pequeña de polietileno transparente a los dos lados del tubo.

Coloque cosas pequeñas, de colores, transparentes (o translúcidas) en la bolsa. Puede colocar vidrio de color (de brazaletes), cuentas, piezas cortadas de pajitas, etc. Pegue el extremo abierto de la bolsa con cinta adhesiva en el tercer espejo. Mantenga la bolsa lo suficientemente suelta como para permitir que las cosas dentro de ella se muevan fácilmente.

Cubra el otro extremo del tubo con papel rígido y haga un agujero con un lápiz. Mira a través del agujero. ¿Ves un patrón hermoso? Agita el caleidoscopio para cambiar el patrón.