Reflexión y espejos

Para verte de cuerpo entero en un espejo plano basta con que mida la mitad de tu altura, sin importar dónde te coloques.

La ley de la reflexión

Lanza una pelota contra una pared de forma oblicua y rebotará con el mismo ángulo hacia el otro lado. La luz hace lo mismo en una superficie lisa, y OpenStax lo resume en una línea: el ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia, θr = θi. Los ángulos se miden desde la normal, una línea imaginaria perpendicular a la superficie en el punto donde incide el rayo, no desde la propia superficie. El rayo incidente, el reflejado y la normal están en el mismo plano.

Superficies lisas y rugosas

Si todas las superficies reflejaran como un espejo, solo podrías ver una hoja de papel desde un ángulo. Puedes verla desde cualquier lugar de la habitación porque su superficie es rugosa a la escala de la longitud de onda de la luz. OpenStax explica que los rayos paralelos que inciden en una superficie rugosa encuentran pequeñas facetas inclinadas en muchas direcciones: cada rayo cumple la ley de la reflexión, pero salen en todas direcciones. Es la reflexión difusa, que nos permite ver personas, ropa, hojas y paredes. Un espejo es liso en comparación con la longitud de onda, de modo que los rayos paralelos siguen siendo paralelos tras reflejarse y solo un observador en el lugar adecuado ve el reflejo brillante. La luz de la Luna sobre un lago combina ambos efectos: el agua es brillante pero irregular, por lo que el reflejo se extiende en una larga franja centelleante.

Imágenes en un espejo plano

Cuando miras un espejo plano, tu imagen parece estar detrás del vidrio. OpenStax explica por qué: los rayos que llegan a tus ojos salen del espejo como si procedieran de un punto situado detrás de él, y la ley de la reflexión sitúa ese punto a la misma distancia detrás del espejo que tú delante. La imagen es derecha y tiene tu mismo tamaño, pero la izquierda y la derecha parecen intercambiadas. Es una imagen virtual: en realidad, ninguna luz pasa por el lugar donde parece estar, así que no puedes recogerla en una hoja de papel detrás del espejo. Aun así, una cámara puede fotografiarla porque, al igual que tu ojo, recoge los rayos y reconstruye su procedencia.

La regla de la mitad de la altura mencionada al inicio se deduce de la misma geometría. La luz de tus pies debe reflejarse en el espejo a mitad de camino entre tus ojos y tus pies para llegar a tus ojos; la luz de la parte superior de tu cabeza se refleja a mitad de camino entre ella y tus ojos. Por tanto, el espejo solo necesita cubrir la franja entre esos dos puntos, la mitad de tu altura. Alejarte no cambia nada, porque la imagen retrocede en la misma medida.

Espejos que devuelven la luz a su origen

Dos espejos perpendiculares entre sí devuelven un rayo en la dirección de la que venía, sea cual sea el ángulo de llegada. OpenStax lo llama reflector de esquina. Los reflectores de bicicletas y señales viales están llenos de pequeñas esquinas; por eso se iluminan con los faros de un automóvil y devuelven la luz hacia el conductor. Los astronautas dejaron reflectores de esquina en la Luna, y los pulsos láser que se reflejan en ellos permiten medir con gran precisión su distancia, que aumenta lentamente. Según OpenStax, un buen espejo doméstico refleja más del 90% de la luz que recibe; el resto se absorbe.