2.2 Reflexión y refracción

Cuando una onda mecánica alcanza la frontera que separa dos medios materiales, o dos fases dentro del mismo medio, por ejemplo, zonas de diferente temperatura, o densidad, se producen en el mismo punto de contacto y de forma simultánea estos dos fenómenos que vamos a estudiar en este apartado, la reflexión y la refracción.

La reflexión se produce cuando la onda no traspasa la frontera, y por lo tanto, sigue moviéndose en el mismo medio, manteniendo su frecuencia, longitud de onda y velocidad. En este caso se cumplen las leyes de la reflexión:

1. El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie de separación de los dos medios se encuentran en el mismo plano.

2. El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales:

Formula1    (2.19)

Ejemplos de reflexión los podemos encontrar en el eco, que es la reflexión única de la onda sonora, y la reverberación que es la reflexión continua que se produce en el interior de una sala. Estos dos fenómenos los estudiaremos más adelante.

 

En el choque con la frontera, parte de la energía que transporta la onda se utiliza en poner en vibración las partículas del otro medio, se ha absorbido, razón por la que la onda reflejada transporta una energía menor.

Puestas a vibrar las partículas del segundo medio van a propagar esa vibración a una velocidad que dependerá de las características físicas del mismo, y presumiblemente diferente a la velocidad con la que la onda se propagaba en el medio de partida. Entonces se dice que la onda se ha refractado, y se cumplen las leyes de la refracción:

1. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie de separación de los medios se encuentran en el mismo plano.

2. El cociente del seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante, el índice de refracción relativo de ambos medios, que es igual al cociente de las velocidades de la onda en cada uno de los medios:

Formula2    (2.20)

Línea normal al frente de onda y que indica la dirección de propagación de la onda, esta línea tiene su origen en el foco sonoro.

Ángulo formado entre el rayo incidente y la normal a la superficie de reflexión o refracción.

Ángulo formado entre el rayo reflejado y la normal a la superficie de reflexión.

Ángulo formado entre el rayo refractado y la normal a la superficie de refracción.

Cociente entre las velocidades de propagación de la onda en los dos medios separados por la frontera. Que es igual al cociente de los senos de los ángulos incidente y refractado. Éste índice es constante entre estos medios.

Para saber más

En la red puedes encontrar múltiples páginas con ejemplos y diagramas acerca de las leyes de la refracción, por ejemplo esta.

Las leyes de la refracción

Autoevaluación

Pregunta

Una onda llega a una frontera y sufre el fenómeno de la reflexión, la velocidad de desplazamiento de la onda reflejada será:

Respuestas

La misma que la velocidad de la onda antes de la reflexión.

Menor.

Mayor.

Retroalimentación