Reflexión
La reflexión es el fenómeno por el que una onda cambia de dirección al chocar con una superficie y vuelve al medio de origen.
La reflexión es el fenómeno por el cual una onda (luz, sonido, ondas en el agua) cambia de dirección al chocar contra una superficie y regresa al medio del que procedía. Gracias a ella vemos los objetos que no emiten luz propia, nos miramos en un espejo y escuchamos el eco.
¿Qué es la reflexión en física?
Cuando una onda llega a la frontera entre dos medios, una parte de su energía rebota (se refleja), otra atraviesa el segundo medio cambiando de dirección (refracción) y otra se absorbe. La proporción depende del material, del ángulo con que llega la onda y de su longitud de onda. El término procede del latín reflexio, «acción de volver hacia atrás».
Leyes de la reflexión
- El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal (la perpendicular a la superficie en el punto de incidencia) están en un mismo plano.
- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Ambos ángulos se miden respecto a la normal, no respecto a la superficie. Esta regla se deduce del principio de Fermat, según el cual la luz recorre el camino que le lleva menos tiempo.
Tipos de reflexión
- Reflexión especular: ocurre en superficies muy lisas, como un espejo o el agua en calma. Los rayos paralelos salen paralelos y se forma una imagen nítida.
- Reflexión difusa: ocurre en superficies rugosas (papel, pared, ropa). Cada rayo cumple la ley, pero las normales apuntan en direcciones distintas y la luz sale dispersa, por lo que no se forman imágenes y podemos ver el objeto desde cualquier ángulo.
- Reflexión total interna: cuando la luz pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro de menor y supera el ángulo crítico, no se refracta y se refleja por completo. Es el principio de la fibra óptica.
Espejos
Un espejo plano forma una imagen virtual, derecha, del mismo tamaño que el objeto y situada tan detrás del espejo como el objeto está delante. Los espejos esféricos pueden ser cóncavos (convergentes) o convexos (divergentes). Su distancia focal es la mitad del radio de curvatura, y las distancias se relacionan con la ecuación de los espejos:
donde s es la distancia del objeto, s′ la de la imagen y m el aumento. Se estudian dentro de la óptica.
Reflexión del sonido y otras ondas
El sonido también se refleja. Si el obstáculo está lo bastante lejos, oímos el eco: para que el oído distinga el sonido original de su reflejo hace falta un retardo de unos 0,1 s, lo que implica una pared a unos 17 m o más (con una velocidad del sonido en el aire de 343 m/s a 20 °C). Si la distancia es menor, se produce la reverberación. Este fenómeno es la base del sonar y de la ecografía, y se trata en la acústica y en el sonido. Las ondas de radio se reflejan en la ionosfera y en el radar; las ondas del agua rebotan en los muros de un puerto.
Aplicaciones
- Espejos retrovisores, telescopios reflectores y faros de automóvil.
- Fibra óptica para telecomunicaciones.
- Cristales reflectantes, paneles solares concentradores y hornos solares.
- Señales de tráfico retrorreflectantes.
- Radar, sonar y ecografías médicas.
Los materiales también difieren en su reflectividad: un buen espejo de plata refleja más del 95 % de la luz visible, y la nieve fresca devuelve la mayor parte de la radiación solar que recibe.
Ejercicios resueltos
1. Un rayo de luz incide sobre un espejo plano con un ángulo de 35° respecto a la normal. ¿Cuál es el ángulo de reflexión y qué ángulo forma el rayo reflejado con la superficie del espejo?
θr = θi = 35°. Con la superficie forma 90° − 35° = 55°. Resultado: θr = 35° (55° con el espejo).
2. Un objeto está a 30 cm de un espejo cóncavo de radio 40 cm. ¿Dónde se forma la imagen y cuál es su aumento?
f = R/2 = 20 cm. 1/s′ = 1/20 − 1/30 = 1/60, luego s′ = 60 cm. m = −s′/s = −60/30 = −2. Resultado: s′ = 60 cm, m = −2: imagen real, invertida y del doble de tamaño.
3. Una persona grita frente a una pared situada a 85 m. ¿Cuánto tarda en oír el eco? (v = 343 m/s)
El sonido recorre ida y vuelta: 2 · 85 = 170 m. t = d/v = 170/343. Resultado: t ≈ 0,50 s, tiempo suficiente para distinguir el eco.
4. ¿Cuál es el ángulo crítico para la reflexión total interna en el paso del agua (n = 1,33) al aire (n = 1,00)?
sen θc = n₂/n₁ = 1/1,33 = 0,752. Resultado: θc ≈ 48,8°. Con ángulos mayores la luz no sale del agua.
Preguntas frecuentes
¿Por qué un espejo invierte izquierda y derecha pero no arriba y abajo?
En realidad invierte la profundidad (adelante-atrás), no la izquierda y la derecha. Lo interpretamos como un giro lateral porque nos imaginamos girando sobre nosotros mismos para ponernos en el lugar de la imagen.
¿Cuál es la diferencia entre reflexión y refracción?
En la reflexión la onda vuelve al medio de origen; en la refracción atraviesa la frontera y cambia de dirección y de velocidad.
¿Por qué vemos los objetos que no emiten luz?
Porque reflejan de forma difusa la luz que reciben de una fuente y parte de ella llega a nuestros ojos.
¿Se refleja toda la luz en un espejo?
No toda. Un espejo común refleja la gran mayoría, pero absorbe una pequeña parte. Los espejos de laboratorio con recubrimientos especiales superan el 99 %.
Referencias
- Hecht, E. Óptica. Addison-Wesley.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Reflexión». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/reflexion/
