¿Cuál es la diferencia entre reflexión especular y reflexión difusa?

La reflexión especular se produce en superficies pulidas, como los espejos, y el rayo reflejado conserva casi las características del incidente. La reflexión difusa se produce en superficies mate o muy irregulares, y la luz se refleja en distintas direcciones.

¿Qué es la dispersión de la luz?

Es la propiedad del vidrio de desviar los rayos en distintos ángulos según su color. Por ejemplo, un prisma muestra el espectro cromático al atravesarlo una luz blanca.

¿Qué significan K y F en la relación de contraste?

K es la luz principal (key light) y F es la luz de relleno (fill light). La relación de contraste se calcula como (K+F) / F.

Propagación, reflexión, transmisión y absorción de la luz

Resumen

Este documento explica cómo se propaga la luz en línea recta y qué ocurre cuando se refleja, se transmite o se absorbe. Describe la reflexión especular, difusa y mixta, la refracción y la dispersión en un prisma, la luz polarizada y algunos conceptos de fotometría. También presenta la relación de contraste en iluminación, con la luz principal y la luz de relleno.

Puntos clave

Dentro de un mismo medio, la luz se propaga en línea recta; en un medio más denso que el vacío, lo hace a menor velocidad.
En la reflexión especular, que ocurre en superficies pulidas como los espejos, el ángulo de incidencia es igual al de reflexión.
La reflexión difusa se da en superficies mate o muy irregulares, con el rayo reflejado en distintas direcciones.
Al pasar del aire a un medio más denso con incidencia oblicua, el rayo se refracta y se acerca a la normal.
Un prisma descompone la luz blanca en un espectro cromático; este efecto se llama dispersión.
La luz que una superficie absorbe se convierte en calor.
La candela mide la intensidad luminosa de una fuente en una dirección, y el lumen mide el flujo luminoso total.

Ponte a prueba

Propagación de la Luz

Dentro de un mismo medio, la luz se propaga en línea recta. El haz de luz de ángulo cero (rayo de luz) se representa gráficamente por su trayectoria rectilínea. Si la luz se propaga en un medio más denso que el vacío, lo hace a una velocidad menor.

La luz puede ser:

Reflejada: cuando vuelve al medio que se encontraba inicialmente.
Transmitida o absorbida por el nuevo medio: cuando se convierte en otra forma de energía.

Reflexión

Según el tipo de superficie sobre la que incida la luz, puede ser:

Reflexión especular: superficies pulidas (espejos - superficie reflectante). Como existe muy poca absorción por parte de la superficie, las características del rayo reflejado son prácticamente iguales a las del rayo incidente. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión con respecto a la normal.
Reflexión difusa: superficie con irregularidades grandes o superficie mate (pared blanca). Absorbe mucha luminosidad. La reflexión se dará con inclinaciones diferentes manteniendo el ángulo con respecto a la normal.
Reflexión mixta: son aquellas superficies en las cuales su reflexión es en parte especular y en parte difusa.

Transmisión

Si un rayo de luz penetra desde el aire en un cristal (ejemplo del agua) en forma perpendicular, continuará su trayectoria en línea recta, a menor velocidad; si incide de manera oblicua, se producirá una refracción (desviación del rayo acercándose a la normal).

Índice de refracción: cuánto se desviará el rayo de luz.

Cuando el índice de refracción pasa de un medio menos denso a uno más denso, la trayectoria se acerca a la normal (caso del cristal); disminuyendo así su velocidad.

Si el haz de luz incide en forma oblicua en una superficie de un medio transparente (agua, vidrio, cristal), la mayor parte de los rayos se refractan y una pequeña parte se refleja. Es decir, existe una pérdida de refracción por reflexión.

Si una luz blanca atraviesa un prisma, se refracta mostrando el espectro cromático. Esta propiedad del vidrio de desviar los rayos en distintos ángulos según su color se conoce como dispersión.

Absorción

La energía luminosa que incide sobre una superficie determinada (paño negro) y que no es reflejada ni transmitida, es entonces absorbida. La luz absorbida se convierte en calor.

Índice de reflexión (factor de reflexión o reflectancia) de una superficie se define como la relación entre la luz reflejada y la luz incidente correspondiente. Alto índice de reflexión = superficie que absorbe poca luz incidente.

Los fenómenos de absorción, reflexión, transmisión, etc. no se producen de manera independiente.

Luz Polarizada

Cuando se propaga, un rayo luminoso está compuesto por una serie de vibraciones que se desplazan en la misma dirección a lo largo de infinitos planos que están orientados respecto a su trayectoria. Si se suprimen todos los planos de vibración excepto uno, se dice que el rayo de luz ha sido polarizado.

Fotometría

Unidad de energía eléctrica luminosa: Watt (W).

La candela es la unidad de medida de la intensidad luminosa de una fuente en una dirección. Se llama lumen al flujo luminoso total y radiado en todas direcciones con la intensidad de una candela.

Los rayos que proceden de un punto luminoso se abren en un abanico ya que la luz se propaga en línea recta en todas direcciones.

Ratio de Contraste

Luz principal:

Iluminación concentrada (low key)
Iluminación brillante (high key)

Relación de contraste (ratio):
K+F / F

Ratio: división entre K y F

+ diferencia entre K y F, + contraste

F = fill light (luz de relleno)

K = key light (luz principal)