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UNIDAD III
OPTICA Y ACUSTICA
OPTICA Rama de la física que se encarga de estudiar
las características y propiedades de la LUZ
¿Qué es la luz? Radiación ELECTROMAGNETICA Capaz de percibirla por el sentido de la vista. Frecuencia del intervalo de ondas
electromagnéticas es : 4,3(10 a la 14) Radiación que emiten los átomos (calor ) Tipo de luz : natural y artificial
Luz BLANCA Conjunto de una serie de colores ,
caracterizados por ondas : rojo,naranja,amarillo,verde,azul,añil y violeta.
Dispersión de colores que la componen, cuando incide un ángulo , propaga diversas velocidades . Da como resultado separación de luz blanca del espectro de luz.
¿Qué es una fuente luminosa?
Objeto que transforman energía en LUZ FUENTES LUMINOSAS:-Fuente natural: origen en la naturaleza (sol)-Fuente artificial: origen de la invención humana (linterna, foco)
Cuerpo iluminado Son cuerpos iluminados por luz emitida
del sol o por una lámpara y así poder VERLOS
CLASIFICACION DE CUERPOS NO ILIMUNADOS:
Cuerpos transparentes. Aquellos que dejan pasar el mayor porcentaje de luz que recibe
Características de la luz La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada
por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza.
La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.
La LUZ es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con nuestros ojos.
La luz se propaga en línea recta y a esa dirección de luz se le llama : Rayo de luz
La altura de las crestas de las ondas, que determinan el brillo o INTENSIDAD de la luz.
Velocidad de la luz En el vacío una constante universal de
valor 299.792.458 m/s, o lo que es lo mismo 9,46·1015 m/año; la segunda cifra es la usada para definir al intervalo llamado año luz.
e simboliza con la letra c, también es conocida como la constante de Einstein.
Continuación… El valor de la velocidad de la luz en el
vacío fue incluida oficialmente en el Sistema Internacional de Unidades como constante el 21 de octubre de 1983.
La rapidez a través de un medio que no sea el "vacío" depende de su permitividad eléctrica, de su permeabilidad magnética, y otras características electromagnéticas.
¿Qué es un cuerpo transparente?
Es aquel que deja pasar casi toda la luz que incide en él. la intensidad de la luz incidente es muy parecida a la transmitida (la que lo atraviesa).
¿Qué es un cuerpo translucido ?
Son los que dejan pasar una porción de la luz incidente. El cuerpo translucido dejaría pasar aproximadamente la mitad de la luz que incide sobre
¿Qué es un cuerpo opaco? son aquellos que no dejan pasar la luz,
a simple vista.
Cuerpo luminoso Son cuerpos que emiten o emanan luz,
ya sea por fuente propia o no.
Cuerpo Iluminado Son aquellos que reciben la luz de
fuentes lumínicas para hacerlos visibles.
¿Qué es color? Físicamente lo que distingue una sensación
de color de otra es la longitud de onda de la radiación luminosa que impresiona nuestro sentido de la vista, la radiación es compuesta.
El ojo no puede analizar las distintas radiaciones o longitudes de onda que recibe y aprecia tan sólo el tinte o “color” resultante.
¿Cómo logramos captar los colores?
Como antes mencionado la luz en una serie de radiaciones electromagnéticas ,estas radiaciones son registrados por minúsculas células receptoras ( conos y bastoncillos) ubicadas en la retina del ojo.
La misión de ambas es captar la energía de las radiaciones que inciden en ellas y transformarlas en impulsos eléctricos.
Fisiología de la captación de colores…
Con tales impulsos están formados los códigos que, a través del sistema nervioso, son enviados al cerebro, donde tiene lugar la sensación de color.
Los métodos utilizados actualmente para la
especificación del color se basa en la especialidad denominada colorimetría.
COLORIMETRIA Es la ciencia del color. Permite establecer un sistema numérico
capaz de describir, dentro de los límites de nuestra percepción visual
En toda radiación luminosa se distinguen dos aspectos:
a) Intensidad (cantidad de energía que llega a una determinada sección por unidad de tiempo) y cromaticidad.
Unidades de Medida La longitud de onda se mide en
angstroms (A) o en nanómetros (nm). 1 angstroms equivale a millonésima de
milímetro. Permiten identificar y definir
científicamente los colores. Luz es la temperatura de color que se
mide en grados Kelvin (K) o en mired.
CONTINUACION La intensidad de la luz puede medirse en la
fuente en la superficie que ilumina (luz incidente) o tras su reflexión .
La luz incidente se mide en Lumens
Lumen es el flujo luminoso que atraviesa una superficie de un metro cuadrado situada a un metro de una fuente luminosa puntual de una candela.
?Que es onda y partícula? ONDA: son vibraciones de campos
eléctricos /magnéticos por lo cual se forma radiación electromagnética (EM).
PARTICULA: se compone de pequeños paquetes llamados FOTONES que tienen naturaleza ondulatoria
UNIDAD III Acústica Definición : Rama de la física que
estudia los fenómenos físicos que están relacionados a la generación, propagación y detección de ondas mecánicas que se escuchan en una banda de frecuencias, que se hacen llamar las ondas sonoras.
¿Qué un espejo ? La invención del espejo moderno se le
atribuye al alemán Justus von Liebig, quien en el año 1835.
Superficie pulida capaz de reflejar la luz siguiendo las leyes físicas de la reflexión.
Existen otro tipo de espejos que están especialmente tratados para distorsionar la imagen o para generar centros de luz alternativos.
Estos espejos pueden ser cóncavos o convexos, no planos,
Clasificación de espejos
-ESFERICOS
Cóncavos: son aquellos que presentan concavidad hacia el espacio de donde proviene la luz incidente.
Convexos: que presentan una convexidad hacia el espacio de donde proviene la luz incidente.
.
¿Qué es un lente? Una lente es un elemento óptico transparente,
fabricado con vidrio, cristal o plástico, que refracta la luz para formar una imagen.
Un lente puede tener superficies cóncavas o
convexas.
Una lente que es delgada en comparación con su diámetro tendrá un punto focal más distante
Una gruesa, será más fácil de fabricar y sufrirá menos aberración cromática y aberración esférica.
Para reducir estas y otras distorsiones, se emplean combinaciones de lentes, conocidas como lentes compuestas.
Espejos planos Es una superficie plana muy
pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% .
En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.
Espejos esféricos Un espejo esférico está caracterizado
por su radio de curvatura R.
Los espejos esféricos solo existe un punto focal F=F´=R/2 cuya posición coincide con el punto medio entre el centro del espejo y el vértice del mismo.
El aumento del espejo será A =y´/y y dependerá de la curvatura del espejo y de la posición del objeto.
Imagen virtual Se forman cuando los rayos después
de interactuar con un espejo o lente, divergen y son sus proyecciones las que se unen en un punto.
Estas imagenes no se pueden proyectar en un plano, pero son visibles para el observador.
Imagen Real Se forman cuando los rayos reflejados
después de interactuar con un espejo o lente, se intersectan en un punto.
La imagen debe proyectarse sobre un plano o pantalla para ser visible.
¿Cómo se forman las imágenes en los espejos?
La formación de imágenes en los espejos son una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en la superficie del espejo.
El ojo capta los rayos, y con la ayuda de la córnea y del cristalino (lentes), los hace converger en la retina.
Al cerebro, al interpretarlos, parece que le llegan todos desde un punto, situado detrás del espejo.
¿Qué es Dioptría? Medida con la que se estima el poder de
refracción de una lente o su potencia.
Esta unidad también se emplea para medir los defectos refractivos del ojo: la miopía, la hipermetropía y el astigmatismo.
Representan la cantidad de corrección que se necesita en el lente corrector para normalizar la visión.
ESCALA DE DIOPTRIAS Las lentes para corregir la miopía son
cóncavas y tienen una potencia negativa (su valor se expresa con el símbolo -).
Las lentes para corregir la hipermetropía son convexas y tienen una potencia positiva (su valor se expresa con el símbolo +).
Los lentes tienen tres tipos de valoraciones clinicas:
1er valoracion: Identifica el grado de miopía o hipermetropía que padece el paciente.
Si aparece el signo negativo (-), el paciente es miope, y si aparece el signo positivo (+) el paciente es hipermétrope.
2da valoracion: Indica el grado de astigmatismo que padece el paciente.
El signo puede ser negativo (-) o positivo (+), en cuyo caso hablaremos de astigmatismo miópico (astigmatismo + miopía) o de astigmatismo hipermetrópico (astigmatismo + hipermetropía).
3era valoración: Indica la dirección del astigmatismo, el eje de orientación.
TIPOS DE LENTE Miopía: Ocurre cuando el ojo es
demasiado largo con respecto a la curvatura de la córnea.
Los rayos de luz que entran al interior del ojo no forman una imagen clara en la retina.
Se enfocan por delante de ella, produciendo una imagen borrosa, como una fotografía fuera de foco.
¿Cómo calcula la dioptria? Necesitamos conocer la distancia en la
que a cierta focal dada, un lente logra su máxima nítidez, y dividir 1metro (100cm) entre esa cantidad.
¿Cómo percibe el ojo humano la luz ?
La luz se refleja en los objetos y se introduce en el globo ocular a través de una capa transparente de tejido situada en la parte anterior del ojo que se denomina córnea.
La córnea acepta los rayos de luz divergentes y los dirige hacia la pupila – la abertura oscura en el centro de la parte pigmentada del ojo.
La pupila parece dilatarse o contraerse automáticamente según sea la intensidad de la luz que ingrese al ojo.
Esta acción es controlada por el iris un anillo musculoso dentro de la parte pigmentada del ojo que adapta la abertura de la pupila en base a la intensidad de la luz.
La luz modificada pasa a través del cristalino del ojo , automáticamente modifica el trayecto de la luz y hace que los rayos luminosos converjan sobre el área receptora en la parte posterior del ojo: la retina.
La retina, una sorprendente membrana llena de fotorreceptores (conos y bastones), convierte los rayos de luz en impulsos eléctricos.
Éstos viajan a través del nervio óptico situado en la parte posterior del ojo hacia el cerebro, donde finalmente se percibe una imagen.
¿Que tipos de lentes corrige los defectos de la visión?
La mayoría de los problemas de la visión se debe a un defecto en la curvatura de la córnea o a una anomalía de la longitud axial del ojo.
Tipos de defectos:-Vista cansada con presbicia Se trata mediante el uso de lentes correctores de tipo convergente.
MIOPIA-Se caracteriza por la disminución de la agudeza de la visión de lejos. La visión de cerca se mantiene normal.-La miopía se corrige con gafas (o lentes) divergentes.
HIPERMETROPIA El ojo es demasiado "corto" por lo que
la imagen se forma por detrás de la retina.
La hipermetropía se corrige con gafas (o lentes) convergentes.
ASTIGMATISMO Se debe a una anomalía de la forma de
la córnea y está vinculado a la miopía y/o a la hipermetropía.
Tanto la visión de lejos como la de cerca están afectadas.
Se corrige con un tipo de lentes llamados "cilíndricos" que modifican la refracción en dos ejes diferentes.
¿Cómo funciona la pula? La lupa aumenta el ángulo visual desde el cual el ojo ve
al objeto.
Para observar un objeto, éste se ha de situar dentro de la distancia focal que tiene la lente de la lupa, de modo que se forme así una imagen virtual, ampliada y derecha a una distancia del ojo que corresponda aproximadamente a la de visión distinta citada más arriba
¿Cómo funciona un microscopio?
Combina al menos dos juegos de lentes, el objetivo y el ocular.
Por detrás de la muestra hay una lámpara cuya luz atraviesa la muestra y forma una imagen en el objetivo que es ampliada y proyectada hacia el ocular.
Dato curioso El funcionamiento podría asimilarse al funcionamiento de la
lente de un proyector de cine y la forma en la que se proyecta la imagen sobre la pantalla.