Física Fenómenos Luminosos
Introducción LUZ
YT: ConversusTV
En este sentido, la luz se manifiesta mediante longitudes de onda, en el extremo de las ondas más largas tenemos el tipo de radiación como el de las ondas de radio, y en el extremo de las ondas más cortas se encuentran los rayos gamma. Ambos extremos del espectro son invisibles para la visión humana.
Las formas en que se propaga la luz son definidas en lo que se conoce como el espectro electromagnético. La luz visible se encuentra entre la luz infrarroja y la luz ultravioleta.
Como fuente de luz nos referimos a todo lo que origina energía, ya sea en términos visibles o invisibles como, por ejemplo: el sol produce luz en forma de energía lumínica, dentro del espectro electromagnético que se encuentra entre la luz visible y la luz ultravioleta, las fuentes de alimentación que generan luz eléctrica con tecnologías de eficiencia y ahorro energético como las luces LED.
Propiedades de la luz
Las propiedades de la luz son constantemente estudiadas especialmente en física y en la teoría de los colores que responde a preguntas como ¿el negro y el blanco son colores?
El estudio de las propiedades de la luz solo fueron posibles gracias al prisma de Newton, que posteriormente crea las bases para el estudio de la óptica. Isaac Newton (1643-1727) expone su investigación sobre la interacción de la luz con otras materias en su obra Óptica de 1704.
Algunas de las propiedades más importantes definen que la luz:
- Se propaga en línea recta.
- Se define como rayo incidente aquella que llega a una superficie.
- Se define como rayo reflejado al rebotar sobre una superficie reflectante.
- Cambia de dirección cuando refracta de una superficie a otra.
- Permite que el ojo humano vea las formas y los colores.
- La velocidad de la luz en el vacío es casi 300 mil kilómetros por segundo = 3×10⁸m/s.
Reflexión de la luz
Cuando un rayo de luz entra en contacto con una superficie se presentan dos fenómenos, el primero que veremos es la reflexión de la luz, ésta es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre en un mismo medio después de incidir sobre la superficie de un medio distinto. Se rige por dos principios o leyes de la reflexión:
● El rayo incidente, el reflejado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano.
● El ángulo del rayo incidente y el de reflexión son iguales.
El ángulo que forman el rayo incidente (rayo izquierdo) y el reflejado (rayo de la derecha) con la normal a la superficie de separación es el mismo.
En la reflexión no cambia la velocidad de la luz v, ni su frecuencia f, ni su longitud de onda λ, sólo cambia de dirección
🔴Reflexión especular (Izquierda): Se produce cuando las irregularidades del medio son pequeñas en comparación con la longitud de onda de la luz incidente y se proyectan varios rayos paralelos tras producirse la reflexión.
🔵Reflexión difusa (derecha): Se produce cuando las irregularidades del medio son de un orden de magnitud comparable al tamaño de la longitud de onda de la luz incidente y los rayos se entrecruzan unos con otros en todas direcciones.
Refracción de la luz
La refracción de la luz es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre tras pasar estos de un medio a otro en el que la luz se propaga con distinta velocidad. Se rige por dos principios o leyes de la refracción:
La refracción de la luz ocurre cuando esta pasa de un medio transparente a otro de diferente índice de refracción, la luz se desvía.
🔴 El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano.
🔵La ley de Snell de la refracción, que marca la relación entre el ángulo de incidencia el de refracción y los índices de refracción absolutos de la luz en los medios 1 y 2, n₁ y n₂, según:
Índice de refracción
Es el cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio. Se simboliza con la letra n y se trata de un valor adimensional.
índice = Vel. Luz Vacío / Vel Luz Medio
n=c/v
YT: Marcelo Muñoz
Introducción a las lentes
Las lentes son unos instrumentos ópticos muy importantes, por tanto, en el estudio de la óptica física.
Llamamos lentes a unos medios transparentes que están limitados por dos superficies, de las cuales una al menos debe ser curva.
Dependiendo de la necesidad que se desea cubrir por medio de la lente, distinguimos dos tipos de lentes: lentes convexa o convergente y lentes cóncavas o divergentes. Por tanto una onda puede reaccionar de dos formas diferentes cuando pasa a través de una lente.
Lentes Convergentes
Este tipo de lentes tiene mayor grosor en el centro que en los extremos.
Como podemos ver en la imagen hay tres tipos de lentes convergentes:
- (1) es lente biconvexa
- (2) es plano convexa
- (3) es menisco convergente o cóncava convexa. La diferencia entre ella depende del valor de los radios de las caras.
Todas ellas se representan mediante una línea que tiene dos puntas de flecha en ambos extremos.
Un ejemplo de lente convergente o convexa es el ojo humano, el cual tiene la capacidad de poder cambiar de forma según quiera enfocar objetos que estén a una u otra distancia.
Cuando miramos un objeto que está cerca, la lenta se hace más gruesa; por el contrario, cuando miramos un objeto que está más alejado ésta se hace más delgada. Esto ocurre gracias a los músculos del ojo, por tanto, cuando no son capaces de enfocar los objetos cercanos diremos que existe hipermetropía
Lentes Divergentes
Al contrario que las lentes convergentes, éstas son más delgadas en la parte central que en los extremos y están curvadas hacia dentro. Como podemos ver en la imagen hay tres tipos:
- (4) es bicóncava
- (5) es plano cóncava
- (6) es menisco divergente o convexa cóncava.
Todas ellas se representan a través de una línea recta que acaba en ambos lados por puntos de flecha invertidas.
Si estudiamos el comportamiento de la luz cuando atraviesa una lente cóncava, ésta se desvía hacia fuera, es decir, diverge formando imágenes virtuales ( no son imágenes reales como en el caso de las lentes convergentes). En este caso la imagen del objeto que se percibe es más pequeña y está situada delante del objeto.
Un ejemplo de este tipo de lente es el que se utiliza en las gafas que utilizan los miopes, es decir, las personas que tienen problemas para percibir los objetos que se encuentra más alejados. Estas lentes forman la imagen del objeto de forma nítida en la retina y no delante de ella.
YT: Los Textos De la Escuela
Ecuaciones de las lentes
Existen 3 ecuaciones que nos ayudarán:
Cuando el foco está entre el objeto y la lente:
1/f=1/p+1/(p´)
Cuando el objeto está entre la lente y el foco:
1/f=1/p-1/(p´)
Cuando las lentes son divergentes:
1/f=1/(p´)-1/p
YT: espiral ciencias
f= distancia focal.
p= distancia del objeto a la lente.
p´= distancia de la imagen a la lente.
Bibliografía
- https://www.significados.com/luz/
- https://www.youtube.com/watch?v=7ewoB7rRmCM
- https://www.youtube.com/watch?v=y05WKK1-Fak
- https://www.youtube.com/watch?v=oZH1IwWn54Q
- https://www.youtube.com/watch?v=JxrJzb9yDcM
Créditos
Edición: Alan García Solano
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