Scientificamente definiti, i riflessi sono i cambiamenti nella direzione delle onde, che si verificano quando un’onda colpisce un oggetto e poi torna indietro attraverso il mezzo da cui proviene. Quando parliamo di riflessi, ci riferiamo molto spesso a onde luminose o immagini visive. Tutti i tipi di onde possono essere riflessi, comprese le onde nell’acqua, così come le onde luminose e sonore. Il comportamento di particolari riflessioni dipende dal tipo di energia trasportata nell’onda.
Ne è un esempio il contrasto tra i riflessi della luce e quelli del suono. Un’eco è un’onda sonora che viene riflessa, ma non è sempre facile dire l’origine dell’onda sonora. Le onde luminose, tuttavia, seguono un insieme di regole completamente diverso e più rigoroso. Le onde luminose seguono la cosiddetta legge di riflessione, che afferma che l’angolo con cui la luce colpisce un oggetto riflettente liscio è uguale all’angolo con cui viene riflessa.
La legge della riflessione non significa che la luce rimbalzi sempre da dove è venuta. Invece, se la luce colpisce con un angolo ripido, ad esempio, verrà riflessa con lo stesso angolo ripido, ma nella direzione opposta. Possiamo osservarlo dall’angolo in cui l’immagine di una nuvola o di una montagna si riflette in un lago calmo, o nel modo in cui uno specchio con l’angolazione corretta può permetterci di vedere dietro un angolo.
Anche gli oggetti non lisci riflettono la luce, anche se in modo diverso. Questi tipi di riflessi sono ciò che costituisce il colore di un oggetto. Ad esempio, i petali rossi di una rosa sono rossi perché riflettono le lunghezze d’onda rosse della luce visibile. Altre lunghezze d’onda vengono assorbite, ma quelle riflesse si disperdono in tutte le direzioni, e raggiungono i nostri occhi in questo modo. Lo stesso principio vale per qualsiasi oggetto che osserviamo, ovvero che lo vediamo solo perché riflette la luce verso i nostri occhi.
Alcuni materiali presentano una proprietà nota come riflessione interna totale. Ciò significa che le onde luminose che viaggiano attraverso un tale mezzo non ne escono e vengono riflesse nel mezzo con lo stesso angolo. I cavi in fibra ottica hanno questa proprietà, che consente loro di trasportare le onde luminose in cerchio, intorno agli angoli e su lunghe distanze. La luce esce solo quando raggiunge la fine della fibra. Anche la superficie dell’acqua può provocare lo stesso fenomeno, se osservata dal basso.