Frentes de onda.
Cuando se tira una piedra en un charco se genera un conjunto de ondas circulares que se alejan del punto donde cayó la piedra dentro del charco como se muestra en la figura.
Ilustración 1 Ondas en un charco.
Las ondas circulares viajan alejándose del centro, en la dirección en la que muestran las flechas en la figura anterior. A esas flechas se les llama rayos y son siempre perpendiculares a los frentes de onda, de manera que se puede especificar el movimiento de una onda con los rayos o dibujando la onda. Si se considera el caso en que están situados lejos de la fuente de ondas, los frentes de onda serán aproximadamente líneas rectas, o bien planos, en el caso en que este en tres dimensiones. De manera que a grandes distancias de la fuente las ondas son ondas planas y los rayos son paralelos.
Reflexión.
Considérese una onda plana que se propaga en un medio (1) en la dirección que se muestra en la figura.
Ilustración 2 Onda plana moviéndose entre dos medios.
Los experimentos muestran que cuando la onda alcanza la superficie plana AB, que separa al medio (1) del medio (2), una onda se transmite al segundo medio y otra regresa al medio 1. Estas son las ondas refractadas y reflejadas, respectivamente. Experimentalmente se encuentra que:
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El rayo incidente y el reflejado está en un mismo plano que es normal a la superficie de separación. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, es decir:
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Estos enunciados se conocen como las leyes de la reflexión y siguen siendo válidas aun cuando la superficie de onda y la superficie de separación no sean planas. Esto se debe a que en cada punto hay una sección de cada una de las superficies que se puede considerar plana y los rayos en ese punto se comportan de acuerdo con las leyes de reflexión.
