"Reflex¡ón D¡fus@"

La reflexión difusa se produce cuando los rayos de luz se reflejan con un ángulo distinto al de incidencia. Este fenómeno se produce debido a que, a nivel microscópico, las superficies no son perfectamente lisas, sino que presentan multitud de irregularidades, denominadas microfacetas, que impiden que se produzca la reflexión especular. Las microfacetas adoptan todo tipo de formas, conformando huecos, aristas, llanos, depresiones,... y desencadenando una secuencia de reflexiones que hacen que la luz se esparza por toda la superficie.
Resolver de forma exacta el problema de encontrar la intensidad de la luz resultante de todas esas reflexiones es imposible, ya que habría que describir los objetos con un nivel de detalle microscópico, por lo que los sistemas de Ray Tracing suelen considerar un modelo muy simplificado en el que la luz reflejada difusamente se esparce de manera uniforme por toda la superficie.
El estudio geométrico de la reflexión difusa se limita a considerar el valor del ángulo de incidencia. A mayor ángulo, menor reflexión. Es decir, cuanto mayor sea la diferencia que exista entre la dirección del rayo y la dirección de la normal, menor reflexión. Este modelo lo que viene a decir es que un rayo tiene más probabilidad de reflejarse especularmente si incide en la dirección de la normal, porque saldrá reflejado limpiamente en dicha dirección. Y que por el contrario, si lo hace en una dirección muy distinta de la normal, tiene mayor probabilidad de reflejarse difusamente, debido a múltiples rebotes sobre las microfacetas.
A diferencia con la reflexión especular, en este caso no ha lugar ningún cálculo de vectores. Lo único que debe considerarse es el ángulo que forman la normal y el rayo incidente. O equivalentemente, el coseno del ángulo que forman, que puede obtenerse del producto escalar entre ambos vectores. La intensidad de la luz reflejada difusamente por la superficie será directamente proporcional a dicho coseno. A menor ángulo, mayor coseno, mayor reflexión. A mayor ángulo, menor coseno, menor reflexión.

"Reflex¡ón Especul@r"

El fenómeno de reflexión se produce cuando un rayo de luz rebota contra la superficie de un objeto. Y la reflexión especular no es más que un caso particular de este fenómeno, que se produce cuando el ángulo de salida del rayo es igual al ángulo de llegada, tomando como referencia la normal a la superficie en el punto de incidencia. Es decir, cuando el rayo sale rebotado con el mismo ángulo con el que incide sobre la superficie. Lo particular de este tipo de reflexión es que al conservarse los ángulos también se conserva la disposición original de los rayos, y esto hace que se impresionen imágenes nítidas de los objetos que se encuentran alrededor de la superficie sobre la que incide la luz, tal y como ocurre en los espejos o en los metales muy pulidos.
Sea I el vector unitario que representa la dirección con la que incide el rayo de luz sobre la superficie, N la normal al punto de incidencia, y R la dirección en la que sale rebotado el rayo.

¿Porqué L@ Luz Puede Reflej@rse?

La luz se rfleja cuando los rayos de la luz se encuentran con un cuerpo es decir rebotan en el

por ejemplo:

La luna se puede ver gracias a la luz que refleja; es decir la luz que le llega del sol.

"¡lum¡n@c¡ón"

Es la cantidad de luz que es producida por un cuerpo luminoso.
De manchas:

distribuye por las superficies y perfiles del decorado, que se encuentra escasamente iluminado por una débil luz difusa, todo un conjunto de manchas luminosas.
De zonas:

crea una serie escalonada de zonas de luz de mayor a menor luminosidad. De esta forma, se centra la atención, se ayuda a expresar la distancia y crea un ambiente.
De masas:

imita el efecto natural de la luz.

"Flujo Lum¡noso"

El flujo luminoso es la medida de la potencia luminosa percibida. Difiere del flujo radiante, la medida de la potencia total emitida, en que está ajustada para reflejar la sensibilidad del ojo humano a diferentes longitudes de onda.
Su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es el lumen (lm) y se define a partir de la unidad básica del SI, la candela (cd), como:

El flujo luminoso se obtiene ponderando la potencia para cada longitud de onda con la función de sensibilidad luminosa, que representa la sensibilidad del ojo en función de la longitud de onda. El flujo luminoso es, por tanto, la suma ponderada de la potencia en todas las longitudes de onda del espectro visible. La radiación fuera del espectro visible no contribuye al flujo luminoso. Así, para cualquier punto de luz, si representa el flujo luminoso , simboliza la potencia radiante espectral del punto de luz en cuestión y la función de sensibilidad luminosa, entonces:
Bajo condiciones fotópicas una luz monocromática de 555 nm (color verde) con un flujo radiante de 1W, genera un flujo luminoso de 683,002 lm, que corresponde con la máxima respuesta del ojo humano. Por otro lado, el mismo flujo de radiación situado en otra longitud de onda diferente de la del pico, generaría un flujo luminoso más pequeño, de acuerdo con la curva .

"Prop@g@c¡pn De L@ Luz En P@rt¡cul@s"

Cuando, en 1887, Hertz confirmó experimentalmente la teoría de Maxwell, también observó un nuevo fenómeno, el efecto fotoeléctrico, que sólo puede explicarse con un modelo de partículas para la luz:
El fotón: partícula de luz
Einstein ha contribuido enormemente a nuestro conocimiento sobre la luz. No sólo demostró que la velocidad de la luz en el vacío (aproximadamente 300.000 km/s) no puede ser superada, sino que introdujo la idea del cuanto de luz.
En esencia la idea de Einstein consiste en considerar que la luz está formada por partículas ya que los cuantos son pequeños "paquetes" indivisibles de energía, a los que llamó fotones. Recuerda que Newton planteó la idea de la luz compuesta de partículas, a las que llamó corpúsculos. Los fotones pueden tener diferente energía dependiendo de su frecuencia, así una radiación de frecuencia elevada está compuesta de fotones de alta energía. La relación entre la frecuencia y la energía es:
E = hf
donde E = energía ,h = constante de Planck y f = frecuencia.
Esta idea de Einstein explica por qué algunas radiaciones como la ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma son perjudiciales para los seres vivos. Recuerda que todas estas radiaciones se encuentran en la zona de mayor frecuencia del espectro electromagnético, y por tanto tienen asociada una energía muy alta que puede producir alteraciones en nuestras células e incluso en nuestro ADN.
El efecto fotoeléctrico
Es un curioso fenómeno que consiste en que los electrones de la superficie de algunos metales se desprenden cuando se hace incidir la luz sobre ellos. Se descubrió que éstos electrones tenían una energía que nunca superaba una cantidad máxima.
Si se usaba un luz más intensa se producían más electrones pero no se aumentaba su energía. Este hecho era inexplicable con la teoría de ondas ya que, según ella, si se utilizaba una luz de mayor frecuencia debería aumentar también la energía de los electrones desprendidos.
La idea de la luz compuesta por fotones también la utilizó Einstein para explicar el efecto fotoeléctrico y recibió por ello el Premio Nobel en 1921.
Así, planteó que los electrones sólo absorbían un cuanto de energía, es decir un fotón, de manera que si se aumenta la frecuencia de la luz incidente se consigue que se desprenda mayor número de electrones por unidad de tiempo, pero su energía no aumentará porque todos ellos han absorbido la misma cantidad: un fotón.

Prop@g@c¡ón De L@ Luz En Ond@s

Las ondas son uno de los fenómenos físicos más fundamentales: las ondas sobre la superficie del agua y los terremotos, las ondulaciones en resortes, las ondas de luz, las ondas de radio, las ondas sonoras, etc.
La propagacion de una onda puede interpretarse haciendo uso del modelo de la cadena lineal.Esta cadena está compuesta de una serie de particulas de igual masa separadas de resortes tambien iguales.Este modelo permite explicar el comportamiento de los cuerpos elasticos y por lo tanto la propagacion de las ondas mecanicas.
En el caso de las ondas sonoras y de la luz, se acostumbra analizar a una onda como la suma de ondas sinusoidales simples. Este es el principio de superposición lineal. En contraste, cuando uno observa cuidadosamente las ondas en la superficie del agua, uno ve que para su descripción dicho principio no se puede aplicar en general, excepto cuando ocurren pequeñas amplitudes. El estudio de las ondas de amplitud pequeña en el agua fue uno de los tópicos principales de la física del siglo XIX. Durante mediados del siglo XX, el estudio de muchos fenómenos no lineales cobraron especial importancia; por ejemplo, los haces de láseres en la óptica no lineal y las ondas en gases de plasmas exhiben fenómenos no lineales.
La importancia de tales fenómenos ha llevado a estudios más cuidadosos, lo que ha revelado que la propagación de ondas no lineales sean considera como entidades fundamentales en los ondulatorios. A las ondas estables en un medio de respuesta no lineal y dispersivo se les conoce como solitones.
La historia de los solitones está íntimamente relacionada con la historia de la conducción del calor en medios materiales, además del estudio de la propagación de ondas en la superficie del agua. En 1914, Debye se hacía la siguiente pregunta: ¿por qué los sólidos tienen conductividad térmica finita? Él mismo afirmaba que si el sólido se modelaba como una cadena unidimensional de osciladores no lineales, entonces los modos normales interactuarían debido a la no linealidad. El resultado neto da un coeficiente de transporte finito en la ecuación de difusión, en tanto que la superposición de las fuerzas lineales interatómicas resulta en una conductividad térmica infinita.
El problema anterior motivó que a principios de 1950 Enrico Fermi, John Pasta y Stanislam Ulam (FPU), llevaran al cabo experimentos numéricos en cadenas de osciladores con potenciales de interacción no armónicos. Pensaron que si la energía se colocaba en el modo de oscilación más bajo (modo de longitud de onda más largo), eventualmente tomaría lugar la equipartición de la energía. El tiempo de relajación para que esto ocurriera proporcionaría una medida del coeficiente de difusión. Para la sorpresa de Fermi y sus colegas la energía del sistema no se "termalizó". Sólo una fracción de la energía se repartió entre los demás modos y en, un tiempo posterior, largo pero finito, casi la misma cantidad de energía de volvía a concentrar en el modo más bajo. Este se conoce en mecánica como un fenómeno de recurrencia, similar al que se observa en el movimiento de dos péndulos acoplados, en los que la energía de oscilación permanece en un modo cierto tiempo y después pasa a otro. Resulta que el tiempo de recurrencia para un número suficientemente grande de osciladores acoplados excede cualquier tiempo de observación física relevante y resulta en una conductividad térmica finita.
La explicación de este descubrimiento permaneció en un misterio hasta que Norman Zabusky y Martin Kruskal comenzaron a estudiar nuevamente este sistema a principios de 1960. El hecho de que sólo se "activaran" los modos de orden más bajo (longitud de onda larga), les condujo a proponer una aproximación continua del sistema y estudiar la ecuación diferencial parcial llamada KdV.
Esta ecuación había sido obtenida en 1885 por D.J. Korteweg y Gustav de Vries en la descripción de la propagación de ondas de longitud de onda larga, en aguas poco profundas. A partir de un estudio detallado de la ecuación, Zabusky y Kruskal hallaron que ésta admite soluciones estables en el sentido de que las ondas pueden interactuar y preservar sus perfiles y velocidades iniciales después de la colisión
Si el tamaño del foco es grande comparado con el del objeto (recuerda que esto sólo depende de las posiciones relativas, de lo alejados que estén uno del otro) se produce sombra y penumbra.