1. la luz es energía radiante que se propaga en forma de...
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1. La luz es energía radiante que se propaga en forma de ondas. Viaja a una
velocidad de 300 mil km/s en línea recta, divergente, y desde una fuente de luz. Puede
variar su dirección, intensidad y color ante diversos materiales que se le interpongan.
2. Longitud de onda es la distancia entre una cresta de onda y a cresta siguiente, o
bien, la distancia entre el comienzo de un ciclo y el comienzo del otro. La frecuencia,
es el número de ondas ue pasan por un punto en segundos. La longitud de onda varía
inversamente proporcional a la frecuencia.
El ojo percibe la amplitud de onda como brillantez o luminancia. Es la distancia que
hay entre el punto más alto de la cresta y la línea 0 de la onda.
3. Todas las formas de energía electromagnéticas se pueden representar
gráficamente por el orden creciente de sus longitudes de onda, en lo que se llama un
espectro electromagnético, el cual parte de los rayos gama en la banda de los 10 –
15 metros de longitud de onda y alcanza hasta las ondas de radio de 10 metros y las
de varios Km de longitud. Dentro del espectro electromagnético el espacio que ocupa
las radiaciones visibles (la luz) es relativamente muy pequeño y sus distintas
longitudes se expresan en: micras (m) milimicras(mm) o nanómetros y en unidades
Angstrom.
La luz tal como la conoce nuestros ojos, es una faja relativamente estrecha de energía
electromagnética con longitudes de onda que van desde los 400a (400mm, Violeta)
hasta 7000a (711,mm,Rojo) por debajo de los 400a están los rayos ultra-violetas y
por encima de los 7000a, los rayos infrarrojos, estas dos ultimas formas de
radiación, a pesar de no ser visibles , pueden sin embargo impresionar la película
cinematográfica.
Cada longitud de onda produce un estimulo diferente en la parte posterior de nuestros
ojos y eso es reconocido por nuestro cerebro como un color.
4. Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo
humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de
longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en
el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a
700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda
desde 380 a 780 nm.
Newton, que por primera vez usa la palabra espectro (del latín, "apariencia" o
"aparición") en 1671 observó que cuando un estrecho haz de luz solar incide sobre un
prisma de vidrio triangular con un ángulo, una parte se refleja y otra pasa a través del
vidrio, mostrando diferentes bandas de colores. Su hipótesis era que la luz estaba
hecha por corpúsculos (partículas) de diferentes colores y que la diferencia en los
colores era debido a la diferencia de velocidades de cada uno de ellos, de modo que
en un medio transparente, la luz roja era más veloz que la luz violeta. El resultado es
que la luz roja se doblaba (refractaba) menos que la luz violeta cuando pasaban a
través del prisma, creando el espectro de colores.
5. La luz Directa es la luz en la cual el rayo se dirige desde la fuente de luz hacia la
superficie. Si en el rayo de luz no interfiere ningún obstáculo, al punto en la superficie
se le considera iluminado.
Reflexión: La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo
luminoso al chocar contra la superficie de los cuerpos. Para este caso las leyes de la
reflexión son las siguientes:
- El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano.
- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Es según el tipo de superficie sobre la cual incida la luz puede ser reflexión especular
o difusa.
El índice de reflexión de una superficie se define como la relación entre luz incidente
y luz reflejada y la luz incidente. Así, una superficie que adsorbe una pequeña
cantidad de luz incidente, se dice que tiene un alto índice de reflexión.
a. Reflexión Especular es la que producen en mayor o menor grado todas las
superficies pulidas, como los espejos. En este tipo de reflexión, como existe muy poca
adsorción por parte de la superficie , las características de rayo reflejado son
prácticamente las misma que las del rayo incidente. Un espejo (la superficie
reflectante más eficiente) refleja la luz tal como la recibe, sufriendo muy pocas
variaciones tanto en la luminosidad como de color.
b. Reflexión Difusa : Cuando las irregularidades de la superficie son grandes o es
una superficie mate se les puede considerar como reflexión especular de un numero
infinito de superficies con inclinaciones diferentes con una mayor cantidad de luz
reflejada en la dirección que sugiera la reflexión especular. Al contrario de un espejo
un reflector difuso como el caso de una pared blanca, adsorberá mucha luminosidad.
El tipo de reflexión que produce la mayoría de superficies es de tipo mixto, en parte
especular y en parte difusa . En el caso de una luz reflejada en una superficie
coloreada la luz reflejada será del color de la superficie mezclada con la luz blanca
que le llega directa , se vera que en la zona de la luz directa , el color aparecerá
blanquecino, o sea, poco saturado.
6. Absorción: Puesto que la energía no puede ser distribuida, la aparente captura o
adsorción de la luz por una materia opaca, tal como un paño negro es en realidad la
conversión de la longitud de onda. La luz absorbida puede convertirse en calor si es
un objeto negro (auto, camisa). Se calienta mas rápido al ser expuesto a los rayos
solares que algún objeto blanco y en un proyector las trasparencias oscuras se
calienta mas rápido que las mas claras la energía luminosa que incide sobre una
superficie determinada y que es reflejada trasmitida es entonces adsorbida.
Transmisión La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u objeto. Un
rayo de luz que penetre desde el aire a un vidrio, y si es perpendicular la superficie de
este continuara su trayectoria en línea recta ( a menor velocidad ). Pero en caso de
que incida de manera oblicua se producirá una refracción ( desviación ) del mismo
acercándose hacia la normal, el rayo de luz se desvía más o menos según el índice de
refracción del nuevo medio que se penetre, este índice es más alto cuando cuanto
más disminuya la velocidad.
Transmisión directa: es cuando la luz atraviesa un objeto y no se producen cambios
de dirección o calidad de esa luz. Por ejemplo, un vidrio o el aire.
Transmisión difusa: se produce cuando la luz pasa a través de un objeto
transparente o semi-transparente con textura. Por ejemplo, un vidrio esmerilado o un
papel manteca. La luz en vez de ir en una sola dirección es desviada en muchas
direcciones. La luz que es transmitida de manera difusa va a ser más suave, va a
tener menos contraste, va a ser menos intensa, va a generar sombras más claras y
una transición más suave entre luz y sombra que la luz directa.
Transmisión selectiva: se produce cuando la luz atraviesa un objeto de color. Parte
de la luz va a ser absorbida y parte va a ser transmitida por ese objeto. En el ejemplo
de abajo la luz blanca (rojo, verde y azul) pasa a través de una superficie roja. El verde
y el azul son absorbidos y solo es transmitido el rojo. Por lo tanto del otro lado de esa
superficie vamos a ver luz roja.Los filtros o gelatinas, que mencionamos en el capitulo
de Temperatura color, trabajan por transmisión selectiva.
Los filtros de color van a dejar pasar su color (un filtro azul deja pasar luz azul) y van a
absorber el resto de los colores. Un filtro azul deja pasar las longitudes de onda azules
y absorbe las longitudes de onda rojas y verdes.
Difusión
Es un fenómeno que consiste en la desviación de la luz o de otra forma de radiación.
Cuando, por ejemplo, un rayo de sol penetra en una habitación en la que hay
partículas de polvo en suspensión, la luz es desviada en todas direcciones o se hace
difusa. Lo mismo sucede si se ilumina un folio de papel blanco.
No obstante, existe difusión de la luz en elementos transparentes sin ninguna
impureza. Por ejemplo, si consideramos una porción de atmósfera terrestre carente de
partículas medianamente grandes, la difusión de la luz se produce por las propias
moléculas del aire. En este caso, por la ley de absorción de Raleigh, se constata que
la luz más difundida es la azul, mientras que la roja es la menos (absorción selectiva).
También las moléculas de un gas pueden convertirse en centros de difusión y es esta
la razón por la cual el cielo, en un día sereno, aparece azul.
Difracción
La difracción de la luz es la curvatura de las ondas de luz alrededor de un objeto. La
cantidad de luz difractada, o que cambia de dirección, depende del tamaño de un
objeto. Ésto también se aplica a las ondas de luz que pasan a través de una abertura,
tal como la apertura de una cámara o a través de la pupila de un ojo. Como las ondas
de luz pasan por el borde de un objeto o por una abertura, la luz es difractada o rota
en los colores del arco iris.
La desviación de la luz también se produce en una rejilla de difracción que tiene
pequeñas aberturas cortadas en el material. Una rejilla de difracción está hecha de
papel, plástico, metal u otros materiales que causan que las ondas de luz se separen
en los colores del arco iris cuando la luz pasa a través de las aberturas diminutas. El
tamaño de las ranuras cortadas en el material de rejilla de difracción son
extremadamente pequeñas y puede contener tantas como 13 500 por pulgada (5315
por centímetro). Las diminutas ranuras paralelas en una superficie pulida, tal como
plástico, también causan la difracción de la luz.
7. Es un rayo de luz que cae sobre la superficie de una lente o cualquier otro objeto. El
"ángulo de incidencia" es el ángulo hecho por el rayo con un perpendicular
(perpendicular) a la superficie.
8. Refracción de la luz: Es el fenómeno físico por el cual un rayo de luz atraviesa por
dos medios trasparentes de diferente densidad, se desvía de su trayectoria anterior.
La refracción de la luz es debida a que tiene distinta velocidad en distintos medios.
Las desviación que se produce acercándose o alejándose de la normal es debida al
cambio de velocidad. Cuando la luz pasa a un medio de menor velocidad, se desvía
en dirección a la normal; en tanto que al pasar a un medio de mayor velocidad, se
desvía en dirección contraria. Velocidad de la luz en distintos medios
transparentes
Aire - 300.000 kms/seg
Agua - 226.000 kms/seg
Hielo - 229.000 kms/seg
Vidrio - 200.000/168.000 kms/seg
Cuarzo - 205.000 kms/seg
Diamante - 124.000 kms/seg
Ley de Snell:
n11 es el índice de refracción del primer medio y n2 del segundo, i es el ángulo de
incidencia y r el de refracción. Si la luz pasa de un medio de menor índice de
refracción a otro de mayor índice de refracción (por ejemplo, del aire al agua) se
acerca a la normal, y cuando la luz pasa de un medio de mayor índice de refracción a
otro de menor índice de refracción (por ejemplo, del agua al aire) se aleja de la normal.
