La reflexión: ¿Qué es y por qué es importante?

By universo | mayo 16, 2020 | Comentarios 0 comentarios

En el Día Internacional de la Luz os queremos hablar de la reflexión total de la luz. Para los estudiantes de ciencias es parte de las hojas de problemas en los que hay que calcular cosas y entregar al profesor.

Pero, a veces, no terminamos de entender de qué van todos estos números y por qué nos importan. Así que os queremos contar un poco sobre el tema.

La reflexión total de luz

Cuando la luz cambia de medio (pasando del agua al aire, del aire al vidrio o del aire al agua) siempre hay una parte de la luz que pasa al otro medio y otra parte que se refleja. Pero es especialmente interesante hablar del efecto de la reflexión total. Es un efecto que se produce siempre desde un medio “ópticamente denso” a otro que lo es menos. Pero ¿y eso qué quiere decir? Pues eso significa que se produce cuando la luz pasa del agua al aire o de un vidrio al aire, pero no al revés. Y lo que es mejor: podemos hacer un experimento para verlo nosotros mismos en casa. Con un láser de bolsillo, como los que se usan en las clases (el clásico láser rojo o verde), podemos observar el fenómeno. Necesitaremos un vaso de tubo (u otro recipiente transparente y estrecho) lleno de agua. Lo mejor será apagar todas las luces, para ver mejor el efecto. Luego, con nuestro láser, podemos apuntar al vidrio y observar lo que pasa dentro del agua. Moviendo el láser podremos ver cómo, a partir de un ángulo determinado, el rayo que entra en el vaso se refleja en el extremo contrario. Esto es lo que llamamos ángulo crítico y, por lo general, es lo que se calcula en los ejercicios de física. Si el vaso es suficientemente largo y estrecho, el efecto se puede producir varias veces dentro del mismo. Es como si las paredes del vaso actuasen de espejos, reflejando la luz y no dejando que pase.

¿Y por qué con un láser y no una linterna?

La reflexión total se puede producir con cualquier tipo de luz, la diferencia será en cómo la podremos ver mejor. Si, por ejemplo, intentamos hacer el experimento con la linterna del móvil no veríamos nada parecido. Pero eso no es porque la física no funcione. En el caso de la mayor parte de bombillas cotidianas, la luz que emiten es demasiado dispersa para poder observarlo. La gracia de la luz láser es que es muy parecido a un rayo de luz.

¿Y eso nos importa?

A priori solo es un ejercicio que encontramos en el temario de física, pero la verdad es que tiene muchas aplicaciones en la vida diaria y, sobre todo en ingeniería.

Quizá lo más cercano a todos sea la fibra óptica: ese cable por la que llega el internet a las casas hoy en día. Si tuviésemos un trozo de fibra óptica en nuestras manos e iluminásemos uno de los extremos de la misma con una luz (cualquier luz) veríamos que, por muchas vueltas que diese el cable, el extremo contrario se iluminaría con esa misma luz. Eso es lo que observamos pero, en realidad, lo que pasa por dentro es justo una reflexión total o, más concretamente, un montón de ellas. La mayoría de las fibras ópticas están hechas de dos capas de plástico, cilíndricas, una envolviendo a la otra que hacen que la reflexión sea casi perfecta. Eso permite que traslademos la información a grandes distancias, perdiendo mucha menos que antes, cuando usábamos otros métodos de transmisión.

En el siguiente vídeo podéis ver en más detalle cómo funciona la fibra óptica. La ilustramos con un láser y agua y se puede ver claramente cómo la luz parece que “sigue el camino del agua” e ilumina la jarra en lugar de atravesarla e iluminar la pared.