Fundamentos de Óptica: Reflexión, Refracción y Formación de Imágenes

1. Formación de Imágenes en Espejos

1.1. Imágenes dadas por espejos cóncavos

• Es real porque se forma en la intersección de los rayos reflejados.
• Es invertida.
• Es de menor tamaño que el objeto.

1.2. Imágenes dadas por espejos convexos

• Son virtuales.
• Derechas.
• Reducidas respecto al objeto.

2. Fenómenos de la Luz

2.1. Refracción de la luz

Es el fenómeno mediante el cual un rayo de luz, al incidir oblicuamente desde un medio transparente en otro también transparente, se desvía de la dirección que tenía.

2.2. Colores de los objetos

Cuando un objeto es iluminado con luz blanca, absorbe algunos colores del espectro de esa luz y refleja otros.

2.3. Reflexión de la luz

Es el fenómeno mediante el cual un rayo de luz, al incidir sobre un cuerpo opaco, no lo atraviesa, sino que se devuelve al medio de procedencia. Esta puede ser:

• Difusa: La luz choca con un cuerpo opaco de superficie irregular y se refleja en muchas direcciones.
• Especular: La luz choca con un cuerpo opaco cuya superficie es muy lisa o pulida.

3. Investigaciones y Preguntas Frecuentes

1. ¿De qué color se vería el cielo y el atardecer si las moléculas de la atmósfera dispersaran la luz de baja frecuencia en lugar de la luz de alta frecuencia? R= De color ladrillo o rojo.
2. ¿Por qué el cielo se ve azul? R= Por la composición de la luz solar (luz blanca) y la humedad de la atmósfera.
3. ¿Cómo se ve un pez en el fondo del mar? R= El pez o el buceador se ve más grande de lo que es realmente, y desde el fondo del mar ellos te ven más pequeños.

4. Elementos y Leyes de la Refracción

4.1. Elementos de la refracción de la luz

1. Punto de incidencia: Es el punto de la superficie de separación de los dos medios donde choca el rayo luminoso.
2. Normal: Es la perpendicular en el punto de incidencia a la superficie de separación de los dos medios.
3. Rayo refractado: Es el rayo de luz desviado al pasar de un medio a otro.
4. Rayo incidente: Es el rayo de luz que llega a la superficie de separación de los dos medios.
5. Ángulo de incidencia: Es el ángulo formado por el rayo incidente y la normal.
6. Ángulo de refracción: Es el ángulo formado por el rayo refractado y la normal.

4.2. Índice de refracción relativo

El índice de refracción relativo de un medio "a" respecto al medio "b" es la relación existente entre los índices de refracción absolutos de "a" y de "b".

N_a-b = N_a / N_b = V_b / V_a

4.3. Leyes de la refracción de la luz

Primera ley: El rayo incidente, el rayo refractado y la normal se encuentran en el mismo plano, que es perpendicular a la superficie de separación de los medios.

5. Leyes de la Reflexión y Espejos

5.1. Leyes de la reflexión de la luz

Primera ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en un mismo plano, que es perpendicular a la superficie reflectora.

Segunda ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo reflejado.

5.2. Espejos planos

Es toda superficie plana pulida y perfectamente reflectora.

Considerando las leyes de reflexión de la luz, podemos señalar las características de las imágenes formadas por espejos planos:

• Es del mismo tamaño que el objeto.
• Es simétrica respecto al objeto; está a la misma distancia detrás del espejo de lo que está el objeto delante del espejo.
• Es virtual, porque la imagen se forma en la prolongación de los rayos.
• Es derecha.

5.3. Espejos esféricos

Es un casquete esférico pulido.

5.4. Imágenes dadas por espejos cóncavos (Repetición)

• Es real porque se forma en la intersección de los rayos reflejados.
• Es invertida.
• Es de menor tamaño que el objeto.

5.5. Imágenes dadas por espejos convexos (Repetición)

• Son virtuales.
• Derechas.
• Reducidas respecto al objeto.

5.6. Refracción de la luz (Repetición)

Es el fenómeno mediante el cual un rayo de luz, al incidir oblicuamente desde un medio transparente en otro también transparente, se desvía de la dirección que tenía.

5.7. Colores de los objetos (Repetición)

Cuando un objeto es iluminado con luz blanca, absorbe algunos colores del espectro de esa luz y refleja otros.

5.8. Reflexión de la luz (Repetición)

Es el fenómeno mediante el cual un rayo de luz, al incidir sobre un cuerpo opaco, no lo atraviesa, sino que se devuelve al medio de procedencia. Esta puede ser:

• Difusa: La luz choca con un cuerpo opaco de superficie irregular y se refleja en muchas direcciones.
• Especular: La luz choca con un cuerpo opaco cuya superficie es muy lisa o pulida.