UNIDAD 2: “LA LUZ”

Profesora: Gabriela Matamala

NATURALEZA DE LA LUZ. TEORÍA CORPUSCULAR

Planteada en el siglo XVI por Isaac Newton que señalaba que la luz consistía en un flujo de pequeñas partículas o corpúsculos sin asa, emitidos por las fuentes luminosas, que se movían en línea recta con gran rapidez. Gracias a esto, eran capaces de atravesar los cuerpos transparentes, lo que nos permitía ver a través de ellos. En cambio, en los cuerpos opacos los corpúsculos rebotaban por lo cual no podíamos observar lo que había detrás de ellos.

TEORÍA ONDULATORIAFue el científico Christian Huygens que elabora una teoría diferente para explicar el comportamiento de la luz. Esta teoría postulaba que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, que correspondían al movimiento especifico que sigue la luz al propagarse por el vacío.

TEORÍA ELECTROMAGNÉTICAJames Clerk Maxwell quien explica que los fenómenos eléctricos están relacionados con los fenómenos magnéticos. Por lo tanto la luz es una onda transversal electromagnética que se propaga a través de ondas perpendiculares entre sí.

TEORÍA DE LOS CUANTOSMax Planck establece que los intercambios de materia y luz son posibles por cantidades finitas o cuantos de luz, que posteriormente se denominan fotones.

Posteriormente basándose en la teoría cuántica de Planck, Albert Einstein explico el efecto fotoeléctrico por medio de corpúsculos de luz, a los que llamo fotones y propuso que la luz se comporta como onda en determinadas condiciones.

MECÁNICA ONDULATORIA Luis de Broglie corroboró la naturaleza dual de

la luz y unió la teoría ondulatoria y corpuscular, además de la electromagnética.

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

La mayoría de la ondas electromagnéticas son originadas a partir de la vibración de los electrones, la cual genera una perturbación que hace cariar sus campo eléctricos y magnéticos.

LUZ VIVIBLE

Es una sensación producida en el ojo por ondas, y además es energía que se

transfiere en una onda electromagnética

CLASIFICACIÓN DE LOS MEDIOS Medios opacos: corresponden a materiales que no dejan pasar la luz; por lo tanto, no es posible ver a través de ellos.

Medios transparentes: son aquellos que permiten el paso de la luz hacia el interior del material, lo que hace posible distinguir las imágenes a través de los mismos.

Medios Traslucidos: son materiales que dejan pasar la luz, pero no permiten ver nítidamente los objetos a través de ellos.

EJERCICIO

PROPAGACIÓN DE LA LUZ

Eclipse de sol

Eclipse total de sol

Eclipse parcial de

sol

DISPERSIÓN DE LA LUZ Todas las ondas luminosas se propagan con la misma rapidez en el vacío; en cambio, en un medio transparente, la propagación de la luz depende de su frecuencia. Por otra parte, las ondas luminosas de distintas frecuencias se desvían con ángulos diferentes al pasar de un medio a otro.

Cuando un rayo de luz blanca, que es una mezcla de luces de varias frecuencias, atraviesa un prisma de vidrio, se descompone en los colores que lo integran. Este conjunto de colores se denominan espectro visible.

La dispersión es la descomposición de un rayo de luz en los colores que lo constituyen. Así, la luz blanca se dispersa en sus 7 colores

EL COLOR El color es una percepción que se genera en el cerebro al interpretar las señales nerviosas que envían los fotoreceptores de la retina del ojo, cuando captan cada una de las frecuencia de las ondas luminosas.

Las imágenes que vemos, se obtienen variando las intensidades de tres colores que se denominan primarios: rojo, azul y verde

Relaciona cada uno de los enunciados con los esquemas que se muestran a continuación a. La superficie refleja todas las radiaciones del espectro visible. b. La superficie absorbe todas las radiaciones menos la frecuencia

que corresponde al azul. c. La superficie absorbe todas las radiaciones del espectro visible.

EMISIÓN Y ABSORCIÓN DE LUZ

Un sólido incandescente que se encuentra rodeado de un gas frio producirá un espectro con algunas franjas oscuras, denominadas líneas de absorción, debido a que el gas ha absorbido la luz de aquellos colores.

Cuando aportamos energía calórica a una sustancia gaseosa y, de esta manera, sus átomos emiten luz de determinadas frecuencias del espectro visible.

FILTROS DE COLORES

Los filtros son superficies transparentes de vidrio o de papel celofán, que se interponen entre los objetos y el observador para que absorban la luz de algunas frecuencias y dejen pasar otras.

El proceso de reproducción aditiva normalmente utiliza luz roja, verde y azul para producir el resto de colores. Combinando uno de estos colores primarios con otro en proporciones iguales produce los colores aditivos secundarios: cian, magenta y amarillo. Combinando los tres colores primarios de luz con las mismas intensidades, se produce el blanco. 

Partiendo de la luz blanca podemos obtener la sensación de todos los colores si a esta mezcla de todas las radiaciones le sustraemos parte de ellas. Esto lo podemos conseguir de diversas formas pero todas ellas filtran la luz blanca dejando pasar solo determinadas radiaciones y obteniéndose por tanto un determinado color.

EJERCICIO Calcula el tiempo que tarda en llegar al suelo la luz emitida por la ampolleta de un farol que está a 10 m de altura. ¿Qué distancia recorre en ese mismo tiempo un auto que se desplaza a 90 Km/h?

EJERCICIO 1. Recibe el nombre de año luz la distancia que recorre la luz en

un año ¿A cuantos kilómetros equivale

2. Qué tiempo tardaría la luz en ir de la tierra a la luna, si la distancia entre ambos es de 380000 Km?

3. ¿Cuánto tiempo se demora la luz del sol en llegar a la tierra, si la distancia de separación es de 299.000.000.000 m?

4. Calcula el índice de refracción de las sustancias que se muestran en la tabla que está al margen y señala de qué depende su valor. Además, confecciona una tabla de valores con los datos obtenidos

5. Una estación de radio emite ondas electromagnéticas cuya rapidez de propagación es 3 x 10 8 m/s. si la frecuencia es de 100000 Hz, ¿Cuál es la longitud de onda de la onda emitida?

REFLEXIÓN DE LA LUZ

Refle

xión

REFRACCIÓN DE LA LUZ

REFLEXIÓN TOTAL INTERNA Y ANGULO LÍMITE

La fibra óptica se trata de un tubo formado por dos capas. La interior es un cristal con índice de refracción muy alto, la exterior es un pastico de índice de refracción menor.

En consecuencia, cada vez que la onda llega a la superficie de separación de ambos medios, se produce una reflexión interna total.