Enseñanza

Ley de reflexión para espejos planos en movimiento relativista

A. Ortiz–Acevedo, O. Mata–Méndez y J. Avendaño

Departamento de Física, Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional, 07738 Zacatenco, México D.F., México.

Recibido el 6 de julio de 2006
Aceptado el 7 de junio de 2007

Resumen

En este artículo estudiamos la reflexion de la luz sobre espejos planos móviles. Suponemos que el espejo es un reflector perfecto que esta inclinado con respecto a la dirección de movimiento. Presentamos resultados analíticos que permiten determinar el ángulo de reflexión, la frecuencia reflejada y la presión de radiación en función del ángulo de incidencia, la frecuencia incidente, la velocidad del espejo y la orientación del espejo respecto a la dirección de movimiento. Se muestra que existe un ángulo de incidencia crítico para el cual la reflexión es rasante (el rayo luminoso reflejado es paralelo a la superficie del espejo). Analizamos numéricamente la influencia del ángulo de incidencia, la velocidad y la orientacion del espejo en el ángulo de reflexión, en la frecuencia reflejada y en la presión de radiación. Obtenemos una expresión analítica para la determinación de la velocidad del espejo en términos de parámetros que pueden medirse experimentalmente.

Descriptores: Óptica; relatividad.

Abstract

In this paper, we study the reflection of light on uniformly moving mirrors. The mirrors are assumed to be perfectly reflecting and oblique with respect to the direction of the movement. Analytical expressions for the angle of reflection, for the reflected frequency and for radiation pressure are given. In the particular case that the mirror moves away from the luminous ray a critical angle of incidence exists for which the reflected luminous ray is parallel to the surface of the mirror. We analyze numerically the influence or the angle of incidence, the speed and the orientation of the mirror in the reflection angle, reflected frequency and in the radiation pressure. Finally we obtain an analytic expression for the determination of the speed of the mirror in terms of parameters that can be measured experimentally.

Keywords: Optics; relativity.

PACS: 42.15.–i; 03.30.+p

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Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo de COFAA–IPN (México).

Referencias

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