¿Cuál es la definición de ángulo de incidencia?

Definición de ángulo de incidencia en la aviación

En óptica geométrica, el ángulo de incidencia es el ángulo entre un rayo que incide sobre una superficie y la línea perpendicular a la superficie en el punto de incidencia, llamada normal. El rayo puede estar formado por cualquier onda: óptica, acústica, microondas, rayos X, etc. En la figura siguiente, la línea que representa un rayo forma un ángulo θ con la normal (línea de puntos). El ángulo de incidencia en el que la luz se refleja totalmente por primera vez se conoce como ángulo crítico. El ángulo de reflexión y el ángulo de refracción son otros ángulos relacionados con los rayos.

Determinar el ángulo de reflexión con respecto a una superficie plana es trivial, pero el cálculo para casi cualquier otra superficie es bastante más difícil. La solución exacta para una esfera (que tiene importantes aplicaciones en astronomía y gráficos por ordenador) se trata en el problema de Alhazen.

Cuando se trata de un rayo casi paralelo a una superficie, a veces es más útil referirse al ángulo entre el rayo y la tangente de la superficie, en lugar de al ángulo entre el rayo y la normal de la superficie. El complemento de 90 grados del ángulo de incidencia se denomina ángulo de rozamiento o ángulo de deslizamiento. La incidencia con ángulos de rozamiento pequeños se denomina «incidencia de rozamiento».

Fórmula del ángulo de incidencia

¿Qué es el ángulo de incidencia? Si alguna vez has mirado una luz blanca que se proyecta en un prisma, lo principal que habrás notado es que se convierte en un arco iris. Sin embargo, ¿te has dado cuenta de que la luz no viaja en línea recta a través del prisma? La luz cambia de dirección cuando entra en el prisma y vuelve a cambiar cuando sale. Esta curvatura de la luz no es algo exclusivo de los prismas. Es un fenómeno común en los materiales translúcidos y transparentes. Incluso hemos creado nombres únicos para los ángulos en los que la luz entra y viaja a través del material. El ángulo de entrada de la luz se llama ángulo de incidencia. El ángulo de incidencia puede definirse como el ángulo entre el rayo de luz que entra y el vector normal de la superficie del material con el que entra en contacto. El vector normal es un vector perpendicular de una llanura o superficie de un objeto.

Absorción, reflexión y refracciónHay tres posibilidades de lo que puede ocurrirle a la luz después de entrar en contacto con un objeto. La primera es la absorción. En la absorción, el rayo de luz no viaja más; es tomado por el objeto y transformado en energía. En la mayoría de los casos, esto toma la forma de calor. La segunda es la reflexión, en la que el rayo de luz rebota en el material en lugar de ser absorbido. La última posibilidad es la refracción, en la que la luz penetra en el objeto, pero en lugar de transformarse en energía interna, cambia de dirección y sigue viajando a través del material como luz.

Definir el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión

Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro (de más raro a más denso), el ángulo de incidencia cambia. El ángulo de incidencia es mayor que el de refracción debido al cambio de medio. El haz de luz se aleja de la normal cuando cambia de medio. Sólo ocurre cuando la luz pasa de más denso a más raro.2. ¿Qué se entiende por fórmula del ángulo crítico?

Podemos encontrar el valor de un ángulo crítico considerando la Ley de Snell. Podemos hacerlo aplicando el ángulo de refracción igual a 90 grados. Algunas partes de la luz se reflejarán y otras partes de la luz incidente se transmitirán a cualquier ángulo de incidencia, que debe ser inferior al ángulo crítico.3. ¿Cómo se puede obtener el menor ángulo de incidencia posible?

Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro con un índice de refracción menor, entonces puede reflejarse completamente en la superficie entre los dos medios. De este modo, se puede obtener el menor ángulo de incidencia posible.4. ¿Depende el índice de refracción del ángulo de incidencia?

Ejemplo de ángulo de incidencia

Cuando un rayo de luz incide sobre cualquier superficie, se refleja o refracta formando un ángulo con una línea imaginaria conocida como «normal», perpendicular a la superficie. El ángulo formado entre el rayo incidente original y la normal se denomina ángulo de incidencia. Dependiendo de la superficie sobre la que se produce la incidencia, y de la reflexión o refracción que se produzca, vemos un objeto de forma diferente. Las leyes de la incidencia, la reflexión y la refracción de la luz se aplican en nuestro día a día a varios medios, desde las ondas sísmicas hasta la trayectoria de una bola de billar, pasando por el arte.