¿Por qué reflejan los espejos?

Los fotones son las partículas que componen la luz. Viajan por el vacío a una velocidad constante (la velocidad de la luz) y oscilan (vibran) a frecuencias distintas según su energía. Cuanta menor energía, mayor es el tamaño de la onda que forman, y si las ordenamos de tamaño menos energéticas a más, tendremos: Ondas de radio, microondas, infrarroja, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Como el tema principal de este artículo son los espejos, nos centraremos en la luz visible.

Todo lo que no es un espejo

Para entender por qué refleja un espejo, parece más sencillo empezar explicando por qué no reflejan imágenes todos los demás objetos. La luz que hemos explicado anteriormente se mueve en línea recta a una velocidad constante a no ser que esté sometida a fuerzas gravitacionales extremas como las de los agujeros negros u otros cuerpos celestes supermasivos, en cuyo caso, se curva. Ahora bien, cuando esta luz choca contra un objeto puede atravesarlo totalmente, en cuyo caso ese objeto será transparente, atravesarlo parcialmente, en cuyo caso será translúcido o no atravesarlo en absoluto, por lo que nos encontraríamos ante un objeto opaco.

Cuando la luz solar incide sobre un objeto opaco, una parte del espectro que la compone es absorbida la superficie del mismo y el resto es reflejada. La longitud de onda del espectro reflejado determinará el color del que percibimos dicho objeto. Es decir, vemos una manzana roja de ese color porque la piel absorbe todos los colores menos el rojo, que es el que refleja y el que somos capaces de percibir con los conos presentes en la retina de nuestros ojos. Una vez comprendido esto, ¿por qué no nos vemos reflejados de color rojo en la superficie de una manzana?

La clave está en el ángulo de reflexión de la luz. Una manzana no tiene una superficie completamente lisa, por lo que la luz que incide en ella se refleja en ángulos muy dispares, es decir, que rebota hacia todas partes, lo que distorsiona la imagen hasta hacerla completamente irreconocible. Esto sucede con todos los objetos que no están pulidos y contienen imperfecciones en su superficie. Sin embargo, si un objeto está convenientemente pulido, el ángulo con el que se refleja la luz será el mismo en toda su superficie y permitirá ver las imágenes con la misma forma y tamaño que la que tiene el objeto reflejado.

La vida a través del espejo

Es por esto que los espejos contienen una superficie pulida de metal que se encuentra detrás de un cristal. El cristal es meramente una protección para evitar que el metal se raye, lo que provocaría distorsiones en la imagen o harían que no se viese tan nítida, así que nos evita tener que estar constantemente bruñendo el metal, algo que sería engorroso y costoso. Entre los metales más habituales utilizados para hacer espejos encontramos el una aleación formada por dos partes de cobre y una de estaño, aunque es común encontrar objetos más antiguos creados con plata, aluminio u otros más modernos utilizados en los telescopios espaciales realizados con otros materiales más reflectantes.

Pero el principio en todos los espejos es el mismo: cuando los rayos inciden sobre ese metal, este los absorbe y excita sus átomos, que quieren liberarse de esa energía extra y para ello expulsan los fotones de vuelta con el mismo ángulo con el que salieron. Un hecho importante a tener en cuenta es que el espejo no invierte la imagen en el eje horizontal ni en el vertical, si no en el eje z. Es decir, en un espejo nos vemos exactamente como nos ve otra persona que se sitúe enfrente nuestro, pero nos puede confundir y llevar a pensar que “Nos cambia la derecha y la izquierda”. Según nuestra percepción sí, pero poniéndonos técnicos, no, nos hace vernos de “delante hacia detrás”. Y es que la óptica, la ciencia tras el espejo, es una rama de la física fascinante que nos permite desde ver lo más cercano hasta tomar las imágenes más lejanas del universo conocido.

QUE NO TE LA CUELEN

• ¿Por qué brillan las perlas? Entendiendo cómo se refleja la luz en los espejos y por qué no lo hace en otros objetos, podemos comprender mejor por qué vemos de forma tan diferente nuestro entorno. Sin embargo existen algunos materiales como el nácar que tiene ese brillo especial que parece que deshace la luz visible en los millones de colores que podemos percibir. Esto es debido a que el nácar está formado por capas superpuestas de carbonato cálcico cristalizado y de un biopolímero que actúa como pegamento. En estos estratos, los pequeños cristales de carbonato cálcico difractan los rayos de luz visible y nos muestran pequeños arcoíris en miniatura, lo que crea ese brillo característico que convierte a las perlas producidas en las ostras y al nácar que recubre el interior de la concha de ciertos moluscos en una pieza tan valorada para joyería.

REFERENCIAS (MLA)

• Robertson, William C, and Brian Diskin. Light. NSTA Press, 2003.
• Malacara, Daniel. Óptica Básica. FCE - Fondo De Cultura Económica, 2015.