Si un rayo de luz que se propaga a través de un medio homogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo, parte de la luz es evidenciada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser absorbido. La cuantía de luz evidenciada depende de la relación entre los índices de refracción de ambos medios. El plano de incidencia se explica como el plano formado por el rayo suceso y la normal (esto es, la línea perpendicular a la superficie del medio) en el punto de incidencia (véase figura 1). El ángulo de incidencia es el ángulo entre el rayo suceso y la normal. Los ángulos de reflexión y refracción se explican de modo análogo.
Las leyes de la reflexión aseguran que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, y que el rayo suceso, el rayo evidenciado y la normal en el punto de incidencia se hallan en un mismo plano. Si la superficie del segundo medio es lisa, puede actuar como un espejo y hacer una imagen evidenciada (figura 2). En la figura 2, la fuente de luz es el objeto A; un punto de A emite rayos en todas las direcciones. Los dos rayos que inciden sobre el espejo en B y C, por ejemplo, se evidencian como rayos BD y CE. Para un observador ubicado delante del espejo, esos rayos parecen venir del punto F que está detrás del espejo. De las leyes de reflexión se deduce que CF y BF forman el mismo ángulo con la superficie del espejo que AC y AB. En este caso, en el que el espejo es plano, la imagen del objeto parece situada detrás del espejo y separada de él por la misma distancia que hay entre éste y el objeto que está delante.
Si la superficie del segundo medio es rugosa, las normales a los diferentes puntos de la superficie se hallan en direcciones aleatorias. En ese caso, los rayos que se encuentren en el mismo plano al salir de una fuente puntual de luz tendrán un plano de incidencia, y por consiguiente de reflexión, aleatorio. Esto hace que se dispersen y no puedan formar una imagen.
Refracción de la luz en diamantes
El brillo de los diamantes se debe a su elevado índice de refracción, en torno a 2,4. El índice de refracción de un material transparente indica cuánto desvía los rayos de luz. La habilidad del joyero reside en tallar las facetas de modo que cada rayo de luz se refleje numerosas veces antes de salir de la piedra. El índice de refracción es ligeramente diferente para cada color de la luz, por lo que la luz blanca se organiza en sus constituyentes dando lugar a los fuegos multicolores de los diamantes.
Reflexión en un espejo plano
Los rayos de luz evidenciados llegan al ojo como si procedieran de manera directa del objeto (en este caso, un balón) ubicado detrás del espejo. Éste es la razón por el cual vemos la imagen en el espejo.
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