RETRORREFLECTORES

Los retrorreflectores son dispositivos usados para que la luz reflejada venga por el mismo camino por donde ha ido, contrariamente a todas las leyes elementales de la reflexión.  Uno de los más famosos es el dejado en la Luna por el Apolo XI en 1969, hecho de un centenar de esquinas cúbicas. Otro tipo de retrorreflectores son muy abundantes en las carreteras tanto sobre los automóviles como en la señalización vial (señales, pinturas). Se trata de esferas de pequeño tamaño. Este es el caso también los chalecos para situaciones de emergencia que disponen de dos bandas de material retrorreflector.

Una esquina cúbica es propiamente un rincón formado por dos paredes perpendiculares y un suelo, todo ello espejado (o funcionando por reflexión total). En la figura se muestra una sección bidimensional ilustrando la retrorreflexión. Los retrorreflectores de esferas funcionan porque si una esfera tiene índice de refracción 2 entonces ocurre lo mostrado en la figura (en aproximación paraxial se entiende). El foco imagen de la primera superficie coincide con la propia superficie de la esfera que es también el foco objeto cuando se invierte la trayectoria de los rayos en la reflexión. Es un efecto similar al Heiligenschein. Fuera de aproximación paraxial las esferas se comportan de modo distinto como se ve en el arco iris

              

                                                    

                            ESQUINA CÚBICA                                                                 ESFERA

  

Las dos imágenes siguientes de un chaleco amarillo con dos bandas retrorreflectantes de color gris han sido tomadas en las mismas condiciones de iluminación, dirigiendo sobre el chaleco la luz de una pequeña linterna. Lo único que cambia de una imagen a otra es la orientación relativa entre la linterna y la cámara, como ilustran las figuras. En la primera la linterna está muy separada del ojo (es decir de la cámara fotográfica). Las bandas reflejan mucha luz en la misma dirección en la que va la luz, por lo que vuelve hacia la linterna y no es vista por el ojo. Las bandas son prácticamente igual de brillantes que la tela amarilla del chaleco. En la segunda imagen la linterna y el ojo están muy juntos por lo que la luz que las bandas reflejan hacia la linterna es vista por el ojo.  Las bandas aparecen como mucho más brillantes que la tela amarilla.

 

               

                        

              

Cuando repetimos la experiencia con un láser nos dimos una sorpresa. Al iluminar las bandas retrorreflectantes aparece  un círculo en torno al punto de iluminación, mientras que el circulo no aparece al iluminar el resto de la tela amarilla (observe en las imágenes que la luz verde sobre la mano es mucho mayor cuando se ilumina la banda que cuando se ilumina la tela). El tamaño del circulo aumentaba con la distancia entre el láser y el chaleco. La existencia del círculo se debe a la luz reflejada en las bandas y después en la carcasa metálica del láser como ilustra la figura. Cuando cubrimos la parte anterior del láser con un papel  con un pequeño orifico que deje pasar la luz del láser el círculo desaparece como se aprecia en la imagen inferior.

 

   

 

Como el índice de refracción de las esferas depende de la longitud de onda pueden observarse efectos coloreados en las señales de tráfico y en los paneles indicadores (si conduce no intente observarlos, siga atento a la carretera). En la imagen se muestra una L indicadora de conductor novel coloreada por este efecto (similar al que puede verse en este enlace y en este).

 

                                                       

 

Otro ejemplo de retrorreflexión. El automóvil de la imagen parece tener encendida la luz trasera izquierda. De hecho cuando lo estaba observando pensaba que el conductor estaba pisando el freno y que el coche tenía fundida la lámpara de la derecha. Al pasar el tiempo y notar que todo seguía estacionario, sospeché que estaba pasando otra cosa. La luz del Sol se estaba reflejando en la misma ventana por la que yo miraba. La luz reflejada iluminaba el lado izquierdo del vehículo pero no el derecho. Puede apreciarse la mancha de luz sobre la acera. La presencia del retrorreflector devolvía la luz hacia mí, dándome la impresión de que la lámpara estaba encendida. 

 

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Ejemplo de retroreflexión en la pintura vial análogo al Heiligenschein. Puede apreciarse que la pintura es más brillante en torno a la cabeza de la sombra que en el resto. Vea también este efecto en los ojos de un gato.