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Reflexión y refracción
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Reflexión
Los fenómenos cuyo estudio vamos a abordar en este apartado pueden explicarse con toda facilidad basándonos en el Principio de Huygens.
Fenómenos 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.
Pero abordemos primero el estudio de fenómenos de reflexión en ondas unidimensionales que podremos visualizar.
Reflexión en un extremo de un medio unidimensional
1. Veamos en primer lugar la reflexión de una onda transversal. Tal es el caso que se produce en el extremos de una onda que se propaga en una cuerda cuyo extremo se encuentra atado a un muro y, por lo tanto, no puede sufrir deformación alguna. Decimos que entonces se ha producido una reflexión dura. Al volver, la onda se propaga a la misma velocidad pero con sentido inverso. La elongación cambia de signo. Encontraríamos la imagen especular de la onda si hubiera podido continuar su propagación más allá del muro.
Sin embargo, si la cuerda encuentra un medio bastante menos rígido que ella misma, la reflexión se produce sin cambio de signo de la elongación y conservando el módulo de la velocidad. Decimos que se trata de una reflexión blanda.
2. Pero también pueden sufrir reflexión las ondas longitudinales.
La experiencia puede realizarse en un laboratorio formando un pequeño convoy de carritos, cargados con pesas, sujetos unos a otros con resortes cortos. En el caso de que el último carrito se encuentre sujeto, una comprensión se refleja formando otra compresión y una dilatación formando otra dilatación.
Sin embargo, si el último carrito se encuentra libre, como no tiene otro detrás para comprimir, va a continuar su movimiento tirando del penúltimo, y éste del anterior, de modo que la compresión incidente se transformará siempre en una dilatación en el curso de la reflexión.
