REFLEXIÓN DE ONDAS
La reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial, es decir, es el cambio de dirección que experimenta una onda cuando choca contra un obstáculo.
Ejemplos de éste fenómeno de reflexión, son los que se producen en los espejos, en la superficie de un río o de un lago de aguas tranquilas que nos permiten ver el paisaje reflejado en las aguas. Pero no sólo la luz se refleja, el eco que se produce cuando emitimos un sonido en un valle es un fenómeno debido a la reflexión de las ondas sonoras en la montaña que nos devuelve el sonido emitido, pero también si lanzamos una piedra en la superficie del agua de un estanque, la onda que se forma, al llegar a la orilla, se refleja.
La onda que se dirige hacia el obstáculo se denomina onda incidente, mientras que la onda que se aleja del obstáculo después de haber chocado con este se conoce como onda reflejada.
Podemos decir que:
\(\theta_i=\theta_r\)
El ángulo que forma el frente de onda incidente con la barrera mide lo mismo que el ángulo formado entre el frente de onda reflejado y la barrera.
Imaginemos que la onda incidente se comporta de manera similar a como lo hace una bola de billar que choca contra la banda de la mesa. La bola, como consecuencia del choque, rebota, análogamente a como la onda reflejada cambia de dirección.
REFRACCIÓN DE ONDAS
Cuando una onda cambia de medio, la dirección y la velocidad de propagación de ésta, también cambian. Este fenómeno se denomina refracción.
Al pasar de una región mas profunda a una menos profunda, en un estanque con agua de muy poca profundidad, la velocidad de las ondas disminuye y por tanto se observa una disminución de la longitud de onda. A su vez, la dirección de propagación de las ondas cambia, sin embargo la frecuencia permanece invariable, pues el número de vibraciones que se trasmite de un medio a otro por unidad de tiempo no cambia.
En este fenómeno podemos distinguir los siguientes elementos:
En la figura, el frente de onda plano AB viaja por el medio 1 con una velocidad \(v_1\) y forma con la superficie de separación de los dos medios un ángulo \(\theta_i\). En el mismo tiempo en que la onda del extremo B llega al punto B', la onda del extremo A ha llegado a A', es decir que se propaga por el medio 2 con velocidad \(v_2\). En el medio 2 el frente de onda A'B' forma con la superficie de separación de los dos medios un ángulo \(\theta_r\). Según la figura, las ondas se propagan con mayor velocidad en el medio 1. Observa que mientras la onda recorre un distancia \(v_1 t\) desde el punto B hasta el punto B' en el medio 1, en el medio 2 la onda recorre una distancia \(v_2 t\) desde A hasta A'.
Ley de snell: Fórmula utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz o cualquier onda electromagnética con índice de refracción distinto:
\(\frac{sen(\theta_i)}{sen(\theta_r)}=\frac{v_1}{v_2}\)
Cuando las ondas cambian de medio, una parte de ellas se refleja y la otra pasa al otro medio. Recuerda que es posible ver nuestra imagen reflejada en un vidrio, aunque es mas nítida la imagen que se ve de nosotros al otro lado del vidrio.
PREGUNTA: Si una onda circular se encuentra con un obstáculo plano y se refleja, la onda obtenida de esta reflexión es: