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LA LUZ LA LUZ Primera Parte: Teorías Primera Parte: Teorías que explican la que explican la naturaleza de la luz. naturaleza de la luz.

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LA LUZLA LUZ

Primera Parte: Teorías que Primera Parte: Teorías que explican la naturaleza de la luz.explican la naturaleza de la luz.

ANTIGUA GRECIAANTIGUA GRECIA

Aunque estas dos teorías no Aunque estas dos teorías no decían nada sobre la naturaleza decían nada sobre la naturaleza de la luz , si tenían una idea en de la luz , si tenían una idea en común y es que los rayos de luz común y es que los rayos de luz viajaban en línea recta. viajaban en línea recta.

Hubo controversia entre las teorías Hubo controversia entre las teorías de la extramisión de Empédocles y de la extramisión de Empédocles y la teoría de la intromisión de la teoría de la intromisión de LeucipoLeucipo

Los griegos fueron los primeros en Los griegos fueron los primeros en realizar estudios sobre la luz.realizar estudios sobre la luz.

TEORTEORÍÍA CORPUSCULAR DE A CORPUSCULAR DE NEWTONNEWTON

Según Newton la luz está formada por Según Newton la luz está formada por corpúsculos, en las que el movimiento corpúsculos, en las que el movimiento de éstas se podía explicar mediante las de éstas se podía explicar mediante las leyes de Newton.leyes de Newton.

¿Por qué la luz viaja en línea ¿Por qué la luz viaja en línea recta? Porque es así como toda recta? Porque es así como toda partícula viaja de acuerdo a la ley partícula viaja de acuerdo a la ley de inercia.de inercia.

¿Por qué la luz se refleja en ¿Por qué la luz se refleja en algunas superficies? Porque los algunas superficies? Porque los corpúsculos de que está formada, corpúsculos de que está formada, rebotan.rebotan.

Teoría CorpuscularTeoría Corpuscular

Se fundamenta en:Se fundamenta en:

- La luz viaja en línea recta.La luz viaja en línea recta.

- Cuando se interpone un Cuando se interpone un obstáculo en el camino de la obstáculo en el camino de la luz se produce sombra.luz se produce sombra.

- Cuando los corpúsculos Cuando los corpúsculos rebotan se produce reflexión.rebotan se produce reflexión.

No puede explicar:No puede explicar:

- Porqué los cuerpos no pierden Porqué los cuerpos no pierden masa al emitir corpúsculosmasa al emitir corpúsculos

- Porqué algunos corpúsculos Porqué algunos corpúsculos se reflejan y otros se refractan.se reflejan y otros se refractan.

TEORTEORÍÍA CORPUSCULAR DE A CORPUSCULAR DE NEWTONNEWTON

Para explicar los puntos débiles de Para explicar los puntos débiles de su teoría, principalmente la refracción, su teoría, principalmente la refracción, Newton le dio las siguientes Newton le dio las siguientes propiedades a los corpúsculos:propiedades a los corpúsculos:

Un rayo era más intenso cuanto más Un rayo era más intenso cuanto más corpúsculos por unidad de tiempo pasarancorpúsculos por unidad de tiempo pasaran

La velocidad de los corpúsculos de luz La velocidad de los corpúsculos de luz aumentan bruscamente al pasar de un aumentan bruscamente al pasar de un medio menos denso a otro mas densomedio menos denso a otro mas denso

Los colores para Newton eran corpúsculos Los colores para Newton eran corpúsculos de diferentes tamaños, siendo los violetas de diferentes tamaños, siendo los violetas mas pequeños y los rojos mas grandesmas pequeños y los rojos mas grandes

Mas tarde con el descubrimiento de la Mas tarde con el descubrimiento de la polarización los seguidores de la teoría de polarización los seguidores de la teoría de Newton dijeron que los corpúsculos debían Newton dijeron que los corpúsculos debían de tener cierta forma geométrica y solo de tener cierta forma geométrica y solo podían pasar por el filtro polarizador los que podían pasar por el filtro polarizador los que llevaban cierta orientación.llevaban cierta orientación.

Aunque la comparación con el sonido le Aunque la comparación con el sonido le sirvió para enunciar su teoría también sirvió para enunciar su teoría también dio pie para señalar sus problemas:dio pie para señalar sus problemas:

Si la luz es una onda, ¿por qué no puede Si la luz es una onda, ¿por qué no puede dar la vuelta a los obstáculos como lo dar la vuelta a los obstáculos como lo hace el sonido?hace el sonido?

Si el sonido no presenta polarización ¿por Si el sonido no presenta polarización ¿por qué la luz si?qué la luz si?

¿Por qué el sonido no puede propagarse ¿Por qué el sonido no puede propagarse en el vacío mientras que la luz sí puede?en el vacío mientras que la luz sí puede?

TEORTEORÍÍA ONDULATORIA DE A ONDULATORIA DE HUYGENSHUYGENS

Huygens se basó en la analogía luz-Huygens se basó en la analogía luz-sonido para enunciar su teoría sonido para enunciar su teoría ondulatoria de la luz, por la cual daba ondulatoria de la luz, por la cual daba explicación a sucesos como la explicación a sucesos como la intensidad, el color, la refracción y la intensidad, el color, la refracción y la reflexiónreflexión

Teoría OndulatoriaTeoría Ondulatoria

Se fundamenta en:Se fundamenta en:

- La masa de los cuerpos que La masa de los cuerpos que emiten luz no disminuye.emiten luz no disminuye.

- La reflexión y refracción se La reflexión y refracción se puede explicar suponiendo puede explicar suponiendo que la luz es una onda.que la luz es una onda.

- La luz experimenta refracción, La luz experimenta refracción, que es un fenómenos típico de que es un fenómenos típico de las ondas.las ondas.

No puede explicar:No puede explicar:

- Porqué la luz viaja en el vacío. Porqué la luz viaja en el vacío. (Huygens asume que la luz (Huygens asume que la luz viaja por un medio material: el viaja por un medio material: el éter)éter)

- No se habían observado los - No se habían observado los fenómenos de interferencia y fenómenos de interferencia y de difracción típico de las de difracción típico de las ondas.ondas.

TEORTEORÍÍA ELECTROMAGNA ELECTROMAGNÉÉTICA TICA DE MAXWELLDE MAXWELL

-la luz no es una onda mecánica sino una forma de la luz no es una onda mecánica sino una forma de onda onda electromagnéticaelectromagnética

- Puede viajar por el vacíoPuede viajar por el vacío: se pueden propagar sin necesidad de : se pueden propagar sin necesidad de soporte material alguno, de un campo eléctrico y de un campo soporte material alguno, de un campo eléctrico y de un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación.magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación.

Maxwell formuló la teoría electromagnética, adelantándose a la Maxwell formuló la teoría electromagnética, adelantándose a la comprobación experimental de la existencia de las ondas comprobación experimental de la existencia de las ondas

electromagnéticas.electromagnéticas.

Interferencia y Difracción:Interferencia y Difracción:La luz como una ondaLa luz como una onda

Si se hace pasar Si se hace pasar luz por dos luz por dos

rendijas muy rendijas muy pequeñas y pequeñas y cercanas se cercanas se

produce una gran produce una gran difracción difracción

Como consecuencia de Como consecuencia de esto habrá dos ondas en esto habrá dos ondas en

fase que se superpondrán fase que se superpondrán mutuamente.mutuamente.

Esto genera Esto genera interferencia interferencia

constructiva y constructiva y destructiva destructiva

alternadamente, alternadamente, lo que se observa lo que se observa en una pantalla en una pantalla en zonas de luz en zonas de luz

oscuridadoscuridad

Con el descubrimiento Con el descubrimiento del efecto fotoeléctrico del efecto fotoeléctrico Einstein llevo a cabo una Einstein llevo a cabo una remodelación de la teoría remodelación de la teoría corpuscular de Newton, corpuscular de Newton, por la cual la luz estaría por la cual la luz estaría formada por una formada por una sucesión de cuantos sucesión de cuantos elementales que a modo elementales que a modo de paquetes de energía de paquetes de energía chocarían contra la chocarían contra la superficie del metal, superficie del metal, arrancando de sus arrancando de sus átomos los electrones átomos los electrones más externos. más externos.

NATURALEZA CORPUSCULAR DE NATURALEZA CORPUSCULAR DE EINSTEINEINSTEIN

Efecto Fotoeléctrico: Efecto Fotoeléctrico: La luz como una partículaLa luz como una partícula

NATURALEZA DUAL DE LA LUZNATURALEZA DUAL DE LA LUZ

Lo que los científicos aceptan Lo que los científicos aceptan hoy en día es que la luz tiene hoy en día es que la luz tiene una doble naturaleza, partícula y una doble naturaleza, partícula y onda, aunque no se manifiestan onda, aunque no se manifiestan al mismo tiempo. Normalmente al mismo tiempo. Normalmente se comporta como onda pero se comporta como onda pero cuando interactúa con la materia cuando interactúa con la materia se comporta como si fuera una se comporta como si fuera una partícula. partícula.

Se ha comprobado Se ha comprobado posteriormente que la doble posteriormente que la doble naturaleza de la luz es aplicable naturaleza de la luz es aplicable también al comportamiento de también al comportamiento de ciertas partículas, como los ciertas partículas, como los electrones.electrones.

MMÉÉTODOS DE MEDIDA DE LA TODOS DE MEDIDA DE LA LUZLUZ

A principios del siglo XVII muchos científicos creían que la A principios del siglo XVII muchos científicos creían que la velocidad de la luz era infinita, es decir, que podía recorrer velocidad de la luz era infinita, es decir, que podía recorrer cualquier distancia instantáneamente. cualquier distancia instantáneamente.

Galileo, que no estaba de acuerdo, realizó el siguiente Galileo, que no estaba de acuerdo, realizó el siguiente experimento para calcular la velocidad de la luz: él y un ayudante experimento para calcular la velocidad de la luz: él y un ayudante suyo se pondrían en dos colinas, a una milla de distancia, y suyo se pondrían en dos colinas, a una milla de distancia, y Galileo debía encender su linterna, y una vez su ayudante viese Galileo debía encender su linterna, y una vez su ayudante viese la luz, debía encender la suya, y así Galileo podría calcular el la luz, debía encender la suya, y así Galileo podría calcular el retraso con el que le llegaba la luz. Pero el experimento fracasó, retraso con el que le llegaba la luz. Pero el experimento fracasó, y no observó ningún retraso, ya que la distancia era demasiado y no observó ningún retraso, ya que la distancia era demasiado corta para apreciarlo.corta para apreciarlo.

La luz: origen atómicoLa luz: origen atómico

La luz se fabrica al interior de los átomos, en un proceso llamado La luz se fabrica al interior de los átomos, en un proceso llamado ""emisión cuánticaemisión cuántica", que consiste en el movimiento de transición de ", que consiste en el movimiento de transición de un electrón de un orbital fundamental o de menor energía a otro un electrón de un orbital fundamental o de menor energía a otro más externo o de mayor energía.más externo o de mayor energía.

MMÉÉTODOS DE MEDIDA DE LA TODOS DE MEDIDA DE LA LUZLUZ

Hippolyte Fizeau, en 1849, realizó un experimento en el que un rayo Hippolyte Fizeau, en 1849, realizó un experimento en el que un rayo de luz se dirigía a un espejo a cientos de metros de distancia. En su de luz se dirigía a un espejo a cientos de metros de distancia. En su trayecto de la fuente de luz hacia el espejo, el rayo pasaba a través de trayecto de la fuente de luz hacia el espejo, el rayo pasaba a través de un engranaje rotatorio. A cierto nivel de rotación, el rayo pasaría a un engranaje rotatorio. A cierto nivel de rotación, el rayo pasaría a través de un orificio en su camino de salida y en otro en su camino de través de un orificio en su camino de salida y en otro en su camino de regreso. Pero en niveles ligeramente menores, el rayo se proyectaría regreso. Pero en niveles ligeramente menores, el rayo se proyectaría en uno de los dientes y no pasaría a través de la rueda. Conociendo la en uno de los dientes y no pasaría a través de la rueda. Conociendo la distancia hacia el espejo, el número de dientes del engranaje, y el distancia hacia el espejo, el número de dientes del engranaje, y el índice de rotación, calculó la velocidad índice de rotación, calculó la velocidad de la luz, que estimó en 313.000 km/s, de la luz, que estimó en 313.000 km/s, un valor algo superior al real. un valor algo superior al real. Este sistema, se fue perfeccionando,Este sistema, se fue perfeccionando,usando espejos rotatorios en lugar de usando espejos rotatorios en lugar de un engranaje.un engranaje.

Espectro de Ondas Espectro de Ondas ElectromagnéticasElectromagnéticas