La reflexión especular y difusa

en este vídeo vamos a aprender sobre la reflexión o podemos decir que vamos a reflexionar sobre la reflexión creo que muchos de nosotros tenemos cierta idea de qué es pero aprenderemos sobre esto con mayor exactitud existen dos tipos de reflexiones todo lo que refleja está haciendo de una u otra manera o algo intermedio entonces tenemos dos tipos de reflexiones y vamos a dibujarlos tenemos aquí esta superficie y este tipo de reflexiones con estamos más familiarizados cuando trabajamos con espejos esta es la reflexión especular digamos que esta es la base de un espejo un rayo de luz y cae sobre esta superficie este es el rayo que cae y este rayo se le llama rayo incidente vamos a escribirlo aquí rayo incidente no va cayendo el espejo podemos casi imaginar que este rayo va a rebotar a salir reflejado así y a este otro a este rayo reflejado lo llamamos justamente así rayo reflejado rayo reflejado así que cuando cae este rayo de luz en el espejo se va a reflejar con otra dirección y quizá ya haya notado si es que les gusta jugar con espejos que podemos ver y más adelante veremos imágenes para que podamos apreciar mejor esto y pensar sobre ello cuando se miren en el espejo que el ángulo de incidencia si yo fuera dibujar aquí vertical que tiene 90 grados con respecto a la superficie del espejo el ángulo que se forma entre el rayo y esta vertical es el ángulo de incidencia o theta y ángulo de incidencia y resulta que es el mismo ángulo que cuando este rayo se refleja el ángulo que se forma acá entre la vertical y el rayo reflejado se le llama ángulo de reflexión y estos dos van a ser iguales el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión ésta es una propiedad de los espejos y se llama reflexión especular y es lo que experimentamos con todos los espejos comunes y corrientes eso lo podemos ver en algunas imágenes que les voy a mostrar aquí de fotografías de paisajes estas son unas imágenes de reflexión especular aquí tenemos algo de la luz del sol que cae en la montaña y que esto en particular es reflexión difusa pero luego les explicaré que es reflexión difusa lo que sucede es que la luz en la montaña y en todo esto se va a reflejar de manera dispersa por eso no vemos la imagen del sol tal cual en esta montaña solo vemos esta parte blanca los rayos blancos que se dispersan por todas direcciones algunos de ellos van a caer aquí en el agua voy a tratar de marcar partes de la montaña que coincidan con su reflejo por ejemplo esta parte de aquí tiene su reflejo acá lo que sucede aquí es que la luz viene de esta parte de la montaña y va a caer en el agua vamos a tratar de dibujarlo la ruta que siguen estos rayos o menos así y de aquí en el agua como esta es una superficie como espejo es muy suavecita va a reflejar estos rayos hacia nuestros ojos de hecho bueno esta línea saldría de la pantalla pero como no puedo dibujar eso vamos a imaginar que tenemos aquí nuestro ojo y que la luz se refleja aquí hacia nuestros ojos y ya habíamos dicho que el ángulo de incidencia es igual al ángulo con el que se refleja si yo dibujar aquí aunque no se nota por la perspectiva una línea vertical que es perpendicular al plano de la superficie del agua de este lago más o menos así que no está muy derecho esta es la superficie del lago aquí hay un ángulo de 90 grados entre esta vertical y ésta el ángulo que se forma entre la vertical y este rayo incidente este ángulo de aquí que por la perspectiva se ve pequeño es nuestro ángulo de incidencia es el mismo ángulo que existe entre esta misma vertical y el ángulo y el rayo reflejado qué es r estos dos son iguales aquí es difícil de apreciar por la perspectiva pero algo que a mí en particular me ayuda es si vemos o regresamos a ver estás este diagrama de acá estos ángulos que están con respecto a la vertical el ángulo de tallin y theta r también puedo asociarnos con el ángulo que se forma entre el rayo que incide y la superficie del espejo en donde está siendo reflejado este ángulo de acá es el mismo que el que se forma entre el rayo reflejado y la superficie este ángulo también estos dos son iguales son diferentes a estos de acá pero como esto es un ángulo de 90 grados la suma de estos dos es igual a 90 al igual que en este lado si en este detalle es igual a teta r éstos ángulos ya que se forman con la superficie también van a ser iguales así que podemos ver en nuestra imagen a lo mejor se les facilita más recordarlo de este modo que el ángulo de incidencia que se forma entre este rayo y la base la superficie este ángulo de incidencia es igual al ángulo del rayo reflejado que se forma aquí entre este rayo y la superficie y esto también lo podemos ver en esta otra imagen de acá la luz del sol cae directamente en el agua esta luz del sol por ejemplo vaca es en este punto en el agua y de aquí se va a reflejar hacia nosotros si imaginamos que aquí está nuestra vista a nuestro ojo baa es el rayo de luz de este punto y ya sea que digamos que el ángulo de que se forma con el rayo incidente con respecto a la superficie aquí voy a dibujar la superficie de este lago más o menos así el plano de la superficie ya sea que el ángulo imaginemos que se forma entre el rayo que incide y la superficie este ángulo o si imaginamos una línea vertical perpendicular a la superficie o menos así y el ángulo que se forma entre este rayo incidente y esta vertical va a ser igual al ángulo reflejado si es en este caso el ángulo incidente de tallin va a ser igual a el ángulo que se forma acá r oh si lo vemos con respecto de la perpendicular este ángulo que se forma aquí te está y va a ser igual al ángulo que se forma entre esta vertical y el rayo reflejado nuevamente es difícil de apreciar debido a la perspectiva pero espero que con esto comience a tener sentido lo que es la reflexión especular los invito a que se acerquen a su espejo más cercano y ponga el objeto cerca de él y piensen analicen cuál es el ángulo que tiene la luz del objeto al llegar al espejo para que pueda llegar hasta sus ojos ahora todo lo que hemos visto hasta el momento sobre reflexión especular regresamos a nuestro diagrama original entonces tenemos esto que hablamos sobre la reflexión especular ahora vamos a hablar del segundo tipo de reflexión que es la reflexión difusa y este es un tipo de reflexión que puede no ser obvia para nosotros pero que realmente ocurre por todas partes en donde podamos ver entonces aquí anotamos esto que hablamos es reflexión ésta es especular de espejos especular y esta que vamos a mencionar ahora explicar es la reflexión difusa y en este caso debido a que la superficie no va a ser suave y plana la superficie aquí va a ser muy diferente a la que asociamos con un espejo esta va a ser una de superficie rugosa y hago hincapié en que en la reflexión especular el ángulo de incidencia de cualquier rayo siempre va a ser igual al ángulo reflejado si yo tengo un rayo que cae acá va a tener el mismo ángulo de reflexión si pongo un rayo o este rayo cae más verticalmente su reflejo será también más con un ángulo más agudo la reflexión difusa ocurren muchas cosas locas porque no tenemos una superficie plana y suave las moléculas que forman esa superficie hacen cosas locas con la luz que cae si por ejemplo cae un rayo aquí zonas por acá podría reflejarse así cae otro rayo con el mismo ángulo que este original pero cae en otra parte el reflejo a lo mejor sale así y cae otro rayo igual con el mismo ángulo que los anteriores que mencioné pero cae aquí a lo mejor en esta parte se refleja así todos los ángulos de reflejos pueden ser diferentes a los ángulos con los que entró el rayo de luz la idea general con la reflexión difusa es que los rayos reflejados giran a todas direcciones locas todas mezcladas se dispersan estos rayos imaginen que aquí tenemos una imagen del sol no voy a dibujar el sol pero vamos a imaginar que estos rayos de aquí vienen del sol así que van a caer todos más o menos con el mismo de hecho lo más o menos van a quedar exactamente con el mismo ángulo si estamos en esta superficie especular o de espejo cada uno de estos rayos va a rebotar y va a conservar el mismo ángulo es decir la información de la imagen con la que llega va a conservarse y podemos ver la imagen en el reflejo en cambio aquí en la luz difusa si cada uno de estos rollitos blancos que dibujé son rayos que vienen del sol de una imagen del sol pues van a salir por todos lados se van a dispersar aunque se conserve la luz la información que traen estos rayos como imagen se va a perder porque se va a dispersar si ustedes se preguntan en donde ocurre la reflexión difusa basta con que miren a su alrededor todo lo que no sea un espejo va a reflejar la luz difusa mente y lo podemos ver aquí en estas fotos se los voy a volver a mostrar aquí en esta montaña hay reflexión difusa los rayos del sol de la luz del sol van a caer con el mismo ángulo aquí pero como esta es una superficie rugosa pues van a rebotar por todas las partes esta luz blanca por lo que no vamos a ver un reflejo del sol en la montaña en cambio en el agua tenemos reflexión especular ya que la superficie es tan suave que los ángulos de incidencia y de reflexión siempre se conservan son iguales y podemos ver una imagen completa en los árboles también tenemos reflexión y difusa pero no sólo eso cualquier cosa que no sea blanca y recordemos que la luz del sol es blanca y el blanco el color blanco está compuesto de todos los colores así que en el caso de los árboles debido a la fotosíntesis van a absorber todos los tipos o frecuencias de luz excepto las verdes y es por eso que aunque aquí también cae luz blanca los árboles van a reflejar o no van a absorber luz verde y es por eso que lo hacemos de color verde vamos a terminar el vídeo con algo interesante es esta imagen que tenemos aquí en donde vemos que está el cielo reflejado en el agua y a su vez este reflejo del agua se encuentra aquí en este remo este remo de metal pulido y se ve como un espejo y aquí tenemos un juego de billar de la luz tenemos lo que es la luz del sol que voy a dibujar aquí que se refleja en el agua que a su vez del agua se va a reflejar en el remo y del remo va a nuestros ojos así que aquí tenemos un doble reflejo nuevamente el ángulo de incidencia en todas estas situaciones aquí son iguales a sus respectivos ángulos reflejados aunque en el remo y un poco de distorsión así que las matemáticas aquí son un poquito diferentes esto se vuelve muy interesante observar todas las superficies reflejantes y tratar de observar estos ángulos de la luz