¿Cómo funcionan los espejos?

Todos los átomos pueden absorber y emitir luz. Cuando una superficie es suficientemente lisa, los rayos de luz que inciden en la superficie rebotan en la superficie aproximadamente de la misma manera, por lo que se puede reflejar una imagen. Puedes ver tu reflejo en el vidrio y el agua cuando son lo suficientemente suaves. Sin embargo, estas dos sustancias no reflejan suficiente luz de fondo. Una pieza de metal pulido refleja la mayor parte de la luz; El resto es absorbido. Según un problema en el libro E&M de Griffiths, la plata refleja aproximadamente el 93% de la luz visible.

Otro factor importante es que la mayoría de los metales reflejan la luz de todos los colores (frecuencias) aproximadamente de la misma manera. Los metales tienen muchos electrones que no están unidos a átomos específicos (a veces descritos como un “mar”), y estos electrones pueden absorber y emitir fotones en un amplio rango de frecuencias. El oro, el cobre y el osmio son los únicos metales elementales que no son naturalmente grises, pero estas excepciones se deben a estructuras de bandas únicas en los elementos. El cobre no puede emitir tanta luz azul, por lo que parece rojizo. Los dieléctricos como el agua y el vidrio son una historia diferente.

Los espejos normales son solo piezas delgadas de metal pulido cubiertas con vidrio para protección.

Para ver cómo la electrodinámica cuántica explica la reflexión, lea QED: The Strange Theory of Light and Matter de Richard Feynman. Es una serie de conferencias públicas, por lo que es relativamente breve y comprensible. Recomiendo este libro a cualquiera que esté interesado en la física.

Depende de qué tan avanzada sea la explicación que desee. Supongo que quieres algo bastante simple. Así que discutiré solo la “óptica geométrica”.

Para entender lo que sucede a nivel atómico se requiere una física más avanzada, particularmente la teoría cuántica. Otras respuestas dan algunos detalles de explicaciones a nivel atómico.

La mayoría de las cosas reflejan la luz hasta cierto punto. Lo especial de los espejos es que reflejan mucha luz y lo hacen de manera ordenada, conocida como reflexión “especular”. Eso permite que un espejo forme una imagen de un objeto. Un trozo de papel blanco refleja mucha luz, pero no de manera ordenada como un espejo y no se forma ninguna imagen.

Enlace útil:

Reflexión especular vs difusa

Este enlace trata sobre la formación de imágenes por un espejo plano (plano). (Los espejos curvos son otros espejos importantes).

https://www.miniphysics.com/draw

Nota: las imágenes espejo pueden ser “reales” o “virtuales”. Una imagen real se puede mostrar en una pantalla, pero una imagen virtual no. En una imagen virtual, los rayos de luz reflejados parecen provenir de una imagen que está detrás del espejo. Un espejo plano siempre produce una imagen virtual.

Este video de V KNOW NOW proporciona una explicación más profunda sobre cómo funcionan los espejos y el color de un espejo. También explica cómo un espejo es diferente de una hoja de papel blanco si ambos reflejan todo el espectro visible.