Cuando la luz es incide en una superficie lisa, esta es reflejada en una sola dirección y con un ángulo único, es conocido como reflexión especular. Experimentalmente se comprueban las siguientes Leyes de la Reflexión de la luz: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal se encuentran sobre el mismo plano.
El ángulo de incidencia 𝜃𝑖 es igual al ángulo de reflexión 𝜃𝑟 para todas las longitudes de onda y para cualquier par de materiales. 𝜃𝑖
Figura 18. Evidencia del cambio de dirección del rayo de luz al pasar del aire al vidrio Crown.
𝜃𝑟
El físico del siglo XVII, Willebrord Snell, encontró los siguientes enunciados para la refracción de la luz: En los casos de que la superficie es rugosa la luz incidente con ángulo único es reflejada en varias direcciones (con distintos ángulos) dando lugar a la reflexión difusa, este fenómeno es el que permite ver las letras en una papeleta.
El rayo incidente, el rayo refractado y la normal se encuentran sobre el mismo plano.
La razón de los senos de los ángulos de incidencia y refracción es igual al inverso de la razón de los índices de refracción 𝜃𝑖 𝜃𝑟
𝑛𝑟 𝑛𝑖
Este enunciado también puede expresarse como:
Figura 17. En los estudios de fotografía usan materiales que reflejen de manera difusa la luz.
El fenómeno de la refracción puede ser evidenciada cuando un rayo de luz viaja, por ejemplo, de un medio (aire), a otro medio (vidrio). Este fenómeno es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz al pasar de un medio a otro. Solo se produce si el rayo no incide perpendicularmente en la interfaz de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción diferentes. En la (Fig. 18), se muestra un rayo que incide desde un medio con indice de refraccion y se refracta pasando a un medio con indice de refraccion .
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La expresión anterior se conoce como la ley de Snell. El ángulo con que se refracta la luz depende del medio en que se encuentra, tal como lo muestra la (Fig.19):
Figura 19. Modelo de las desviaciones de los rayos de luz en diferentes medios.