apunte n 1- propiedades de la luz - 2016

Upload: jose-arnedo

Post on 06-Jul-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    1/15

     

    PRIMER AÑO

    Seminario de Introduccióna los Oficios y a los Roles de Producción AV

    FOTOGRAFÍA

    PROFESOR: VICTOR MARTINEZ

    APUNTE DE CÁTEDRA Nº1

    "PROPIEDADES DE LA LUZ"

    2016

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    2/15

    2Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    ÍndiceFotografía (definición) ...........................................................................................................................3

    La luz.......................................................................................................................................................3

    Teorías sobre la naturaleza de la luz.......................................................................................................3

    Teoría corpuscular..................................................................................................................................4

    Teoría ondulatoria..................................................................................................................................4Teoría electromagnética.........................................................................................................................4

    Teoría cuántica........................................................................................................................................5

    Propiedades de la luz..............................................................................................................................5

    El espectro electromagnético.................................................................................................................6

    Modificaciones de propagación de la luz................................................................................................8

    Sombras..................................................................................................................................................8

    Cuando la luz alcanza una superficie - Materiales opacos......................................................................8

    Absorción................................................................................................................................................8

    Reflexión especular y difusa...................................................................................................................9Reflexión selectiva..................................................................................................................................9

    Materiales transparentes o traslúcidos................................................................................................10

    Transmisión directa..............................................................................................................................10

    Transmisión difusa y selectiva..............................................................................................................10

    Refracción.............................................................................................................................................11

    Dispersión.............................................................................................................................................12

    Difracción..............................................................................................................................................14

    La imagen completa..............................................................................................................................14

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    3/15

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    4/15

    4Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    La luz es el fenómeno físico que permite a los cuerpos hacerse visibles. Ampliando esta idea elementalpodemos añadir que existen "cuerpos luminosos” y “cuerpos iluminados". Los cuerpos luminosos   tienen lacapacidad de emitir luz por sí mismos, por ejemplo, el Sol. Al resto, les podemos denominar cuerposiluminados y son los que reflejan o absorben en mayor o menor grado la luz recibida.

    La naturaleza de la luz ha sido estudiada desde hace muchos años por científicos tan notables como Herschel,Newton, Max Planck, Fresnel, Maxwell, Huygens, Einstein, etc, dando lugar a distintas y enfrentadas teorías

    sobre su naturaleza. La actualmente aceptada afirma que la luz es un fenómeno único en la naturaleza debidoa su carácter dual: la luz se compone de partículas (fotones) y ondas, es decir, la luz es masa (fotones) y estambién energía, energía emitida en forma de ondas.

    TEORÍA CORPUSCULAR: Isaac Newton (1642-1726). La luz, emitida por cuerpos luminosos, está compuesta porpartículas materiales (corpúsculos), que se propagan a granvelocidad en línea recta, razón por la que estos objetosIluminados proyectan sombras recortadas.Newton explica la Reflexión argumentando que las

    partículas luminosas son bolitas perfectamente elásticasque cumplen las leyes del choque elástico y por tanto, laluz, al chocar contra una superficie se refleja. Por medio deesta teoría Newton explicaba la propagación rectilínea y lareflexión de la luz.

    TEORÍA ONDULATORIA: Christian Huygens (1629-1695). La luz se propaga mediante ondas emitidas por fuentesluminosas. Contrariamente a la teoría corpuscular, laenergía luminosa no está concentrada en cada partícula,sino que se encuentra localizada en todo el frente de onda (que es perpendicular a la dirección depropagación). Según esta teoría, la luz se propaga con mayor velocidad en los medios menos densos. Esta

    teoría explica la refracción.

    Thomas Young (1771-1829) Proyecta la luz procedente de una fuente puntual sobre una pantalla a través dedos rendijas estrechas y muy próximas entre si y observa en la figura proyectada una serie alterna de franjasbrillantes y oscuras. En las franjas brillantes las ondas se superponen reforzándose, mientras que en lasoscuras se anulan mutuamente. Este experimento parecía demostrar de forma definitiva la teoría ondulatoriainiciada por Huygens. Esto explica la difracción.

    TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA: James Clerk Maxwell  (1831-1879). Discípulo de Michael Faraday, perfecciona la teoría de loscampos magnéticos, y establece la relación existente entre

    la electricidad y el magnetismo. Mediante razonamientosteóricos, demostró que la velocidad de propagación de unaperturbación electromagnética (campo electromagnético)coincide con la velocidad de la luz en el vacío:consecuentemente, Maxwell supuso que la luz (visible)representaba una pequeña porción del espectroelectromagnético.

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    5/15

    5Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    TEORÍA CUÁNTICA: Max Planck (1858 - 1947)El físico alemán Max Planck publicó en el año 1901 su teoría cuántica. En ellada a conocer que la energía es emitida, se propaga y es absorbida por losátomos y moléculas, no en forma continua, sino discontinuamente en formade impulsos o paquetes de energías llamadas "cuanto". Estos cuantos o gramode energía luminosa reciben el nombre de "fotones", y se propaga como unapartícula material a la velocidad de 300.000 km/seg en el vacío.

    La mecánica cuántica demuestra que cuando los rayos luminosos hierenmaterias (ejemplo el Cesio) y otras sustancias fotosensibles le arrancanelectrones, admitiendo que un rayo luminoso es una sucesión de minúsculosproyectiles, algo así como una ráfaga de ametralladora a la escala atómica.

    La luz, además de convertirse parcialmente en calor, genera otros fenómenos, entre los que a nuestros efectosdestacan por su importancia el fotoquímico y el fotoeléctrico los cuales permiten la captación de imágenes ensoporte fotoquímico (película) y soporte electrónico (sensor CCD / CMOS) y de los cuales hablaremosoportunamente. En todos los casos de captación de imágenes, es el componente masa de la luz - el fotón -quien excita el receptor, sean estos los conos y bastoncillos del ojo, los granos de haluros de plata de lapelícula fotográfica o los píxeles de los sensores en estado sólido y tubos en las cámaras electrónicas.

    El paso de la luz del sol al ojo y finalmente al cerebro, exige que la luz actúe como onda y como partícula. La luzse entiende mejor como una onda cuando se desplaza a través del espacio. Las ondas de luz que llegan al ojose refractan (cambian de dirección) y enfocan cuando pasan a través de la córnea y el cristalino hasta llegar ala retina con su densa maraña de conos y bastones. Cuando choca con esas células sensibles a ella, la luz actúacomo una partícula de energía o fotón. Los fotones activan los pigmentos de los bastones y conos, ydesencadenan impulsos nerviosos hacia el cerebro que los analiza y convierte en sensaciones de color. Cadauno de nuestros ojos tiene más de cien millones de células especializadas (conos y bastones), tan sensibles quealgunas pueden detectar apenas un puñado de fotones.

    PROPIEDADES DE LA LUZ:A) Es irradiada por una fuente (Ejemplo: el Sol, una lámpara).

    B) Se desplaza por medio de ondas, como las producidas en la

    superficie del agua y vibran perpendicularmente a la dirección de su

    desplazamiento. Las diferentes longitudes de onda producen en el

    cerebro la impresión de distintos colores.

    C) Se propaga en línea recta. Se puede apreciar en los rayos de Sol y

    por el modo en que se proyectan las sombras.

    Los fotones que inciden sobre material

     fotosensibles provocan que electrones de s

    átomos salgan expulsados. Este fenómeno s

    llama “Efecto fotoeléctrico”. 

    La luz se propaga en línea recta pero en forma de

    ondas, como el movimiento que se produce en el

    agua cuando se perturba una superficie. 

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    6/15

    6Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    D) Se desplaza en el vacío a 300.000 km/seg. La velocidad varía por

    diversas causas, siendo las principales la longitud de onda y la

    naturaleza del medio atravesado (en el vidrio se desplaza a 2/3 del

    vacío).

    E) La luz está compuesta por partículas de energía o "fotones". Estas

    partículas blanquean colorantes, causan cambios químicos en las

    películas, reacciones electrónicas en los sensores de las cámarasdigitales, exposímetros, etc. Cuanto más intensa es la luz, mayor

    cantidad de fotones contiene.

    EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICOLas radiaciones electromagnéticas presentan 3 aspectos particulares que tiene especial interés o importancia

    en fotografía y que además sirven para diferenciar a los distintos tipos de ondas:

    1) 

    La ALTURA O AMPLITUD de las crestas de las ondas, que determinan el brillo o INTENSIDAD de la luz.

    2)  La distancia entre dos crestas contiguas o LONGITUD DE ONDA, que determina tanto el COLOR de la

    luz, como la capacidad de afectar o no al material fotosensible.

    3) 

    El ÁNGULO DE POLARIZACIÓN, u orientación de las crestas respecto a la dirección de propagación de

    la onda que se utiliza en trabajos fotográficos especiales.

    Lo que reconocemos como luz es sólo una parte de una inmensa gama

    de radiaciones electromagnéticas. El espectro incluye desde ondas de

    radio, con longitudes de onda de cientos de metros, hasta radiación

    gamma y cósmica con longitudes de onda de menos de una diez mil

    millonésima de milímetro (mm/10.000.000.000). Cada banda del

    espectro electromagnético se funde en la siguiente, pero tiene sus

    propias características especiales. Algunas, como la radio, pueden

    transmitirse sobre distancias muy largas. Otras, como los rayos X,

    penetran gruesas láminas de acero y destruyen los tejidos humanos.

    Sin embargo, la mayor parte de esta radiación no resulta "visible" para

    el ojo humano. La vista solo es sensible a una estrecha banda del

    espectro, comprendida entre aproximadamente 400 y 700nm.

    La luz viaja en dirección rectilínea, como se ve en

    esta imagen. La luz que brilla a través de la gente

     permite apreciar su trayectoria. 

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    7/15

    7Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    (Un nanómetro -nm- equivale a una millonésima de milímetro). Esta limitada gama de longitudes de onda se

    conoce, por tanto, como espectro visible.

    Cuando una fuente de iluminación emite una mezcla relativamente uniforme de todas las longitudes de onda

    del espectro visible, el resultado es luz blanca. Pero si sólo están presentes algunas longitudes de onda, la luz

    adquiere color. Por ejemplo, las longitudes de onda entre 400 y 450nm se ven de color púrpura violeta. El

    color se vuelve azul si la longitud de onda aumenta a 450-500nm. Entre 500 y 580nm la luz adquiere una

    tonalidad verde azulada, y entre unos 580 y 600nm se ve de color amarillo. El amarillo se vuelve másanaranjado a medida que aumenta la longitud de onda; a 650nm la luz es roja, adquiriendo un tono más

    oscuro cerca del límite de la respuesta visual, sobre 700nm.

    Así pues, los colores del espectro -violeta, azul, verde, amarillo y rojo- están siempre presentes en distintos

    tipos de luz blanca (por ejemplo, luz del sol, flash o lámparas de estudio).

    El ojo humano contiene tres tipos de receptores, que responden

    a bandas superpuestas de azul, verde y rojo. Cuando los 3

    receptores se estimulan en la misma proporción, la luz se ve de

    color blanco o gris neutro. Si hay un gran desequilibrio de

    longitudes de onda -por ejemplo, con más proporción de onda

    larga (rojo) que de onda corta (azul) - el estímulo es desigual. En

    este caso, la luz puede verse naranja, como pasa cada día a la

    salida o a la puesta de Sol.

    El ojo humano no percibe todas las longitudes de onda con la

    misma sensibilidad, lo es más a las que ocupan la parte central

    del espectro, entre el amarillo y el verde. Por esta razón siempre

    vemos el verde y el amarillo como colores intensos, mientras

    que el violeta siempre es oscuro.

    La mayoría de fuentes de luz producen una mezcla de

    longitudes de onda que difieren en color. Aquí se

    expresan de forma muy simplificada. 

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    8/15

    8Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    MODIFICACIONES DE PROPAGACIÓN DE LA LUZ

    SOMBRAS:

    La luz se propaga en línea recta y en todas direcciones desde su

    origen. Una fuente de iluminación como por ejemplo una

    bombilla, una vela, producen una luz dura y contrastada, con

    sombras profundas de bordes nítidos. El sol o la luna en un en

    un día despejado tiene un efecto similar, pues la gran distancia a

    la que se encuentra hace que se comporte como una fuente de

    reducido tamaño. La luz puntual crea una sombra oscura, sin

    luz. Solo las partes del sujeto que se encuentran en la trayectoria

    de la luz quedan iluminadas. El resto de la escena permanece en

    la sombra.

    Cuando se coloca una hoja de papel de calco (vegetal) delante de

    la fuente de luz o bien se refleja en una superficie mate de color

    blanco. El papel de calco permite el paso de la luz, pero también ladifumina. La luz que pasa a través del papel se dispersa en nuevas

    líneas rectas que parten de toda el área de la superficie de

    emisión. Ahora, el objeto que se ilumina proyecta una sombra

    suave y menos nítida, y cuanto más grande y más cerca del objeto

    está el material difusor, menos dura y contrastada es la sombra.

    Esto se debe a que la luz procedente de un área extensa no queda

    totalmente bloqueada por el objeto; la mayoría de las zonas que

    previamente estaban en sombra ahora reciben, al menos, algo de

    luz. Lo mismo sucede con la luz del Sol en un día nublado; las

    nubes actúan como difusores, dispersando la luz sobre un áreamás amplia.

    CUANDO LA LUZ ALCANZA UNA SUPERFICIE 

    MATERIALES OPACOS:

    ABSORCIÓN:Si el material bloquea totalmente la luz, por ejemplo los metales o un

    ladrillo, una parte se refleja y otra se absorbe (se convierte en calor).

    Cuanto más oscuro es el material, menor es la proporción de luz

    reflejada. Por este motivo, el estuche de una cámara dejado al Sol se

    calienta más si es negro que si es de un color claro.

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    9/15

    9Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    REFLEXIÓN:

    La luz al incidir sobre una superficie puede ser reflejada, y esta podrá ser especular, difusa o selectiva.

    Especular: Una superficie lisa y bien pulida, produce una reflexiónregular: la luz que incide en una dirección determinada, es reflejadaen otra dirección determinada. Es la llamada reflexión especular. Lo

    que se pone de manifiesto con la reflexión no es la superficiereflectora, sino los objetos cuyas imágenes se ven reflejadas. Dehecho, un reflector perfectamente liso y limpio resultaprácticamente invisible, sólo nos permite ver la imagen reflejada.Este tipo de reflexión se denomina especular, y sigue un par deleyes muy simples: la primera es que el rayo incidente y el reflejadose encuentran siempre sobre el mismo plano. La segunda que elángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.

    Difusa: La mayoría de las superficies de los objetos son ásperas o irregulares, y por ello dispersan la luz quereciben en todas las direcciones posibles. Es la llamada "reflexión difusa".

    Para que ocurra la reflexión difusa de la luz no es necesario que la superficie reflectora tenga irregularidadesaparentes, basta con que sean minúsculas (como sería el caso de una capa de pintura perfectamente lisa enapariencia) para que la superficie actúe como difusora. Gracias a la reflexión difusa vemos los objetos cuandouna parte de esa luz, reflejada en todas direcciones, llega hasta nuestros ojos.

    Selectiva: Con relación a la calidad de la luz reflejada, existen dos tipos adicionales de reflexión:

    1- Acromática: cuando se reflejan por igual todas las longitudes de onda. Los tres casos típicos de superficiesreflectoras acromáticas son:

    a. Negras: cuando el porcentaje de reflexión es cero.b. Grises: el porcentaje de reflexión es el mismo en todas las longitudes de onda.c. Blancas: el porcentaje de reflexión es del 100% en todas las longitudes de onda.

    2- Cromática: No se reflejan por igual todas las longitudes de onda, hay un predominio de unas sobre otrasdando como resultado una radiación cromática.Los materiales de color absorben las longitudes de onda de luz blanca de forma selectiva y solo reflejan las desu propio color, el resto las absorben.

    El objeto de la ilustración, pintado en tres franjas, e iluminado con luz blanca permite observar dichas tresfranjas. Si es iluminado con luz roja veremos como roja la franja blanca y negra las otras dos.

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    10/15

    10Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    MATERIALES TRANSPARENTES O TRASLÚCIDOS: La luz se propaga con trayectoria rectilínea y velocidad constante en cada medio pero cuando incide en unobjeto que permite el paso de la luz se comporta de muy diversas maneras, produciéndose diversosfenómenos de los que, por sus consecuencias fotográficas, nos interesan los siguientes cuatro: transmisión,refracción, dispersión y difracción.

    TRANSMISIÓN:

    Es el paso de la luz a través de sustancias no opacas. De acuerdo con las modificaciones que pudiera sufrir elrayo incidente al pasar por dicha sustancia, la transmisión puede ser directa, difusa, o selectiva.

    Directa: La transmisión es DIRECTA cuando el haz de luz se desplaza en el nuevo medio íntegramente y deforma lineal. A estos medios se les conoce como TRANSPARENTES. Cuando la luz que incide oblicuamente serefleja y la mayoría se refracta.

    Difusa: La transmisión es DIFUSA, si en el interior del cuerpo el rayo se dispersa en varias direcciones, tal comoocurre en el vidrio opal, ciertos plásticos, papel vegetal, etc. A estos materiales se les denominaTRANSLUCIENTES.

    Selectiva: Los materiales transparentes y translúcidos de color absorben las longitudes de onda de formaselectiva y solo transmiten las de su propio color, el resto las absorben. Si un rayo de luz blanca incide sobre uncristal rojo, el cristal absorberá todas las longitudes de onda excepto la roja que será la única transmitida, poreso veríamos las cosas rojas cuando mirásemos a su través. Si un rayo de luz azul incide sobre el mismo cristalrojo, no habría transmisión de color, toda la energía lumínica sería absorbida y transformada en calor. Losfiltros fotográficos utilizan esa transmisión selectiva para dejar pasar solo unas ciertas longitudes de onda yretener las demás.

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    11/15

    11Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    REFRACCIÓN:Cuando los rayos luminosos inciden oblicuamentesobre un medio transparente, o pasan de un medio aotro de distinta densidad, experimentan un cambio dedirección que está en función del ángulo de incidencia (a mayor ángulo mayor refracción), de la longitud de

    onda  incidente (a menor longitud de onda mayorrefracción), y del índice de refracción  de un mediorespecto al otro. 

    Ya sabemos que la luz disminuye su velocidad en función de la

    densidad del medio que atraviesa. En el caso de los vidrios ópticos, esa

    disminución es muy considerable, la luz pierde más de 100.000 km/seg

    (los atraviesa a una velocidad siempre inferior a los 200.000 Km/seg). Si un rayo de luz incide perpendicularmente sobre la superficie delvidrio, sufre una disminución de su velocidad pero no se desvía. Por elcontrario, si lo hace oblicuamente, la parte del frente de ondas quellegue primero sufrirá un frenazo y continuará avanzando a inferiorvelocidad, mientras que el resto del rayo continúa todavía unosinstantes a la velocidad inicial (mayor).Esta diferencia de velocidades en la parte frontal del rayo luminoso esla que produce la desviación de su trayectoria. Quizá se comprenda mejor si imaginamos un vehículo que circulandopor una carretera asfaltada, penetre súbitamente en una zona

    embarrada: si entra de frente, sufrirá una disminución de su velocidadpero la trayectoria continuará siendo recta. Ahora bien, si penetraoblicuamente en la zona embarrada, una rueda delantera se veráfrenada antes que la otra con el consiguiente cambio de trayectoria.La refracción sigue unas leyes, casi tan sencillas como las de lareflexión. La primera de ellas nos dice que el rayo incidente y elrefractado están sobre el mismo plano. En la segunda interviene unparámetro que caracteriza al medio: el índice de refracción, "η".

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    12/15

    12Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    η=

    Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro con diferente índice de refracción, el rayo se desvía. Ladesviación es mayor cuanto mayor es el índice de refracción del segundo medio. Si el índice de refracción delsegundo medio es mayor que el del primero, el rayo se quiebra: una cuchara parcialmente sumergida en aguaparece quebrada, la imagen sumergida parece alejarse de la superficie. Cuando disminuye el índice derefracción, sucede lo contrario: el rayo se acerca a la superficie.

    Se llama índice de refracción de un medio a la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la que tiene en

    ese medio concreto. Se expresa de la siguiente forma:

    CV

    “η”  es el índice de refracción de un medio específico, "C" es la velocidad de la luz en el vacío y " V" es lavelocidad de la luz en el medio que estamos analizando.El índice de refracción de un medio se determina usando como referencia el del vacío, al que se le asigna elvalor η =1. Así, el índice del aire es un poco mayor que 1, el del agua es 1,33, y el del vidrio es aún mayor. Losvidrios ópticos utilizados en la fabricación de objetivos cinematográficos alcanzan un valor más elevado. Engeneral, el índice de refracción de los materiales es siempre mayor que 1.

    Este fenómeno tiene importancia capital en fotografía, ya que laluz antes de formar la imagen fotográfica ha de cambiarfrecuentemente de medio: aire → filtros → vidrios de losobjetivos → soporte de la película o sensor. 

    DISPERSIÓN:Acabamos de ver que uno de los factores que afectan a la refracción es la longitud de onda de la luz incidente.Como la luz blanca es un conjunto de diversas longitudes de onda, si un rayo de luz blanca cambiaoblicuamente de medio, cada una de las radiaciones se refractará de forma desigual, produciéndose unaseparación de las mismas, desviándose menos las de onda larga como el rojo, y más las cercanas al violeta.

    La luz blanca está compuesta de ondas de diversas frecuencias. Cuando un rayo de luz blanca pasa a través deun prisma de vidrio, se descompone en sus colores simples, es decir, se dispersa de acuerdo a la longitud deonda. Un prisma produce mayor dispersión porque, al no ser sus caras paralelas, los rayos refractados han derecorrer un camino aún mayor que provoca, al salir el rayo, una refracción más exagerada. El haz de luz

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    13/15

    13Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    disperso forma una imagen a la manera de una franja de colores que recibe un nombre que ya conocemos:espectro visible.

    El color del cielo se debe al fenómeno de la dispersión de la luz solar por la atmósfera. El único medioperfectamente transparente es el vacío, la atmósfera es un gas y siempre que un haz de luz atraviesa un gas,las moléculas del gas desvían una parte de esa luz en todas direcciones. Si el gas no es denso, la mayor partede los rayos de luz lo atravesarán sin desviarse, pero algunos de ellos chocarán con las partículas de gas y

    rebotarán en todas las direcciones posibles. Conforme aumenta la densidad del gas, se hace más notable elefecto de la dispersión.

    La combinación de longitudes de onda en la luz natural varía con la hora del díadebido a la diferente dispersión de los rayos en la atmósfera. Al mediodía, al caerverticales, todos los rayos refractan por igual y la luz aparece blanca. Las moléculasdel aire (generalmente aerosoles, vapor de agua y gotitas en suspensión) dispersanparte de la luz, sobre todo las radiaciones más cortas que son las que más serefractan. Esta luz con abundancia de radiaciones azules, que se dispersa en la alturagracias al vapor y a los aerosoles en suspensión, es la causa de que veamos el cieloazul.

    Al atardecer, con el Sol incidiendo de forma oblicua en laatmósfera, los rayos deben realizar un trayecto más largo yatravesar una capa más gruesa de aire y su refracción es mayor,tanto por el superior grosor que deben atravesar, como por elmayor ángulo de incidencia. Las radiaciones más cortas (azules) serefractan tanto que giran y descienden pronto hacia el suelo. Lasrojas, por el contrario, sufren una menor refracción y tiñen de rojoel cielo durante el ocaso. A esto hay que añadir que los átomos deozono, al tener mayor absorción en la zona del UV, restanporcentaje de azul a la luz de Sol tiñéndola de rojo.

    La dispersión producida por partículas mayores es másirregular y afecta a todos los colores por igual. Por eso, cuandohay vapor de agua o partículas de polvo en la atmósfera, elcielo pierde su color azul, su apariencia es blanquecina ydifusa. Como estos ingredientes adicionales de la atmósfera,además de dispersar absorben una mayor fracción de la luz, elcielo se oscurece, se ve gris. El arco iris es también unaconsecuencia de la dispersión: cuando la luz del sol atraviesa

    las gotas de lluvia, esa luz es reflejada y refractada en elinterior de cada gota produciendo un efecto similar al delprisma. El color rojo es el que menos se refracta y se encuentrapor ello en la parte exterior del arco.

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    14/15

    14Profesor Víctor Martínez –   Apunte de Cátedra Nº1 “Propiedades de la luz” - 2016

    DIFRACCIÓN:La difracción es un fenómeno típicamente ondulatorio y consiste en la dispersión y curvado aparente de lasondas cuando encuentran un obstáculo. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras,ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio. El términodifracción viene del latín diffractus que significa quebrado.Sabemos que la luz se propaga en línea recta pero en la realidad, cuando un rayo choca con el borde de unobjeto opaco bien definido, se produce en este punto de contacto un segundo frente de ondas circular que

    interactúa con el anterior y produce una serie de interferencias que dan lugar a un área de penumbra. En otraspalabras, difracción es el fenómeno del movimiento ondulatorio en el que una onda de cualquier tipo, en lugarde seguir avanzando en línea recta, se extiende después de pasar junto al borde de un objeto sólido oatravesar una rendija estrecha. La difracción sólo se observa si el obstáculo que encuentran las ondas es delmismo orden que la longitud de onda del movimiento ya que cuando es mayor, las ondas siguen lapropagación rectilínea, es decir, el fenómeno de la difracción sucede cuando el obstáculo tiene sus bordesafilados.

    Si un objeto opaco se coloca entre una fuente puntual de luz y una pantalla blanca, un examen cuidadosomuestra que el borde de la sombra no es perfectamente agudo, como lo predice la ley de propagaciónrectilínea de la luz de la óptica geométrica. Más bien se encuentra que una pequeña porción de luz se derramadentro de la zona oscura y que franjas desvanecidas aparecen en la zona iluminada. Difracción puede definirse,por tanto, como un fenómeno del movimiento ondulatorio en el que una onda de cualquier tipo se extiendedespués de pasar junto al borde de un objeto sólido o atravesar una rendija estrecha, en lugar de seguiravanzando en línea recta.

    LA IMAGEN COMPLETATodo lo que vemos adquiere su apariencia gracias a la mezcla

    de efectos que se producen en la luz: reflexión difusa y

    especular, algo de absorción y también transmisión y

    refracción. Por ejemplo, una manzana iluminada lateralmente

    por la luz directa del Sol refleja longitudes de ondas propias delcolor de la mitad iluminada. La mayor parte de esta luz es

    difusa, pero parte de la piel brillante produce un reflejo

    especular, justo donde el ángulo de incidencia de la luz del Sol

    coincide con su punto de vista. La forma y la oscuridad relativa

    de la sombra a un lado de la manzana proporcionan más claves

    sobre el volumen de la manzana. A través de la experiencia el

  • 8/17/2019 Apunte N 1- Propiedades de La Luz - 2016

    15/15