Imaginar la luz como un rayo hace que sea fácil describir, con gran precisión, tres fenómenos conocidos: reflexión, refracción y dispersión. Tomemos un segundo para discutir cada uno.
En la reflexión, un rayo de luz golpea una superficie lisa, como un espejo, y rebota. Un rayo reflejado siempre sale de la superficie de un material en un ángulo igual al ángulo en el que el rayo entrante golpea la superficie. En física, escucharán a esto llamado la ley de la reflexión. Probablemente hayas escuchado esta ley como » el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.»
Anuncio
por supuesto, vivimos en un mundo imperfecto y no todas las superficies son lisas. Cuando la luz golpea una superficie rugosa, los rayos de luz entrantes se reflejan en todo tipo de ángulos porque la superficie es desigual. Esta dispersión ocurre en muchos de los objetos que encontramos todos los días. La superficie del papel es un buen ejemplo. Puedes ver lo áspero que es si lo miras bajo un microscopio. Cuando la luz golpea el papel, las ondas se reflejan en todas las direcciones. Esto es lo que hace que el papel sea tan increíblemente útil: puedes leer las palabras en una página impresa sin importar el ángulo en el que tus ojos vean la superficie.
«la Refracción se produce cuando un rayo de luz pasa de un medio transparente (aire, digamos) a un segundo medio transparente (agua). Cuando esto sucede, la luz cambia de velocidad y el rayo de luz se dobla, ya sea hacia o lejos de lo que llamamos la línea normal, una línea recta imaginaria que corre perpendicular a la superficie del objeto. La cantidad de flexión, o ángulo de refracción, de la onda de luz depende de cuánto ralentice la luz el material. Los diamantes no serían tan brillantes si no ralentizaran la luz entrante mucho más que, digamos, el agua. Los diamantes tienen un índice de refracción más alto que el agua, lo que significa que esas trampas de luz brillantes y costosas ralentizan la luz en mayor medida.
Las lentes, como las de un telescopio o un par de gafas, aprovechan la refracción. Una lente es un trozo de vidrio u otra sustancia transparente con lados curvados para concentrar o dispersar los rayos de luz. Las lentes sirven para refractar la luz en cada límite. Como un rayo de luz entra en el material transparente, se refracta. Como el mismo rayo sale, se refracta de nuevo. El efecto neto de la refracción en estos dos límites es que el rayo de luz ha cambiado de dirección. Aprovechamos este efecto para corregir la visión de una persona o mejorarla haciendo que los objetos distantes parezcan más cercanos o que los objetos pequeños parezcan más grandes.
Desafortunadamente, una teoría de rayos no puede explicar todos los comportamientos exhibidos por la luz. Necesitaremos otras explicaciones, como la que veremos a continuación.