Ley de reflexión Guía

Resumen

Cuando la luz golpea una superficie y cambia su dirección de propagación, este fenómeno se llama reflexión. Es gracias a la reflexión que podemos ver el sol brillante, así como la luna no luminosa y todo lo que nos rodea. Este experimento simula un banco óptico. Controlando el ángulo de incidencia de un rayo láser, resumiremos y verificaremos las leyes de la reflexión: 'tres líneas en un plano, dos líneas en lados opuestos y dos ángulos iguales'.

Antecedentes

• Antigua Grecia: Euclides propuso por primera vez la ley de la reflexión en 'Catóptrica', afirmando que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
• Edad de Oro Islámica: Alhazen estudió más sistemáticamente la reflexión y refracción de la luz, sentando las bases experimentales para la óptica moderna.
• Era Moderna: Fermat propuso el 'Principio de Fermat' (la luz viaja por el camino que toma menos tiempo), derivando perfectamente la ley de la reflexión desde una altura teórica.

Conceptos clave

Fórmulas y derivación

Pasos del experimento

1. 1

   Encender la Fuente de Luz

   Haz clic en el 'Interruptor Láser' para encender la fuente de luz. Verás un rayo láser rojo disparándose hacia el espejo plano en la parte inferior.
2. 2

   Cambiar el Ángulo de Incidencia

   Arrastra el mango circular del puntero láser. A medida que cambias la posición del rayo incidente, notarás que el rayo reflejado también oscila sincrónicamente.
3. 3

   Observar la Simetría

   Marca 'Mostrar Ángulos' y 'Mostrar Normal'. Observa si el rayo incidente y el rayo reflejado son siempre simétricos con respecto a esa línea discontinua (la normal).
4. 4

   Resumen de Datos

   Cambia el ángulo múltiples veces, como ajustándolo a $30^\circ$, $45^\circ$, $60^\circ$. Registra y compara los valores en ambos lados para verificar si $r$ es siempre igual a $i$.

Resultados del aprendizaje

• Entender el papel de referencia de la normal en experimentos ópticos
• Confirmar que el ángulo de reflexión aumenta a medida que aumenta el ángulo de incidencia, y sus valores son siempre iguales
• Aclarar que el rayo incidente y el rayo reflejado se encuentran en lados opuestos de la normal
• Darse cuenta de que cuando la luz dispara perpendicularmente hacia la superficie del espejo (el ángulo de incidencia es $0^\circ$), el rayo reflejado regresará a lo largo del camino original

Aplicaciones reales

• Espejos: Utilizando el principio de formación de imágenes por espejos planos para comprobar la apariencia de uno
• Luces Traseras de Bicicletas: La pared interior está compuesta por pequeños espejos planos en ángulos rectos entre sí, utilizando múltiples reflexiones para reflejar la luz de los faros de los coches de vuelta a los ojos del conductor a lo largo del camino original
• Periscopios: Usando dos espejos planos paralelos para cambiar el camino de la luz, permitiendo a las personas bajo el agua o en trincheras observar situaciones en el suelo

Errores comunes

Lectura adicional

• Wikipedia - Reflexión (Física)