La luz y la óptica

Definiciones básicas acerca de la luz y la óptica. tratando temas como los tipos de movimientos de la luz en el espacio.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
U. E. “Maestro Orlando Enrique Rodríguez”
5to Año Sección “A”











Alumno:
Miguel Palma

2. 1. La naturaleza del sonido.
La luz emitida por las fuentes luminosas es capaz de viajar a través de materia
o en ausencia de ella, aunque no todos los medios permiten que la luz se
propague.
Desde este punto de vista, las diferentes sustancias materiales se pueden
clasificar en opacas, traslúcidas y transparentes. Aunque la luz es incapaz
de traspasar las opacas, puede atravesar las otras. Las sustancias
transparentes tienen, además, la propiedad de que la luz sigue en su interior
trayectorias definidas. Éste es el caso del agua, el vidrio o el aire. En cambio,
en las traslúcidas la luz se dispersa, lo que da lugar a que a través de ellas no
se puedan ver las imágenes con nitidez. El papel vegetal o el cristal esmerilado
constituyen algunos ejemplos de objetos traslúcidos.
En un medio que además de ser transparente sea homogéneo, es decir, que
mantenga propiedades idénticas en cualquier punto del mismo, la luz se
propaga en línea recta. Esta característica, conocida desde la antigüedad,
constituye una ley fundamental de la óptica geométrica
2. Velocidad de la luz.
La velocidad de la luz en el vacío es por definición una constante universal de
valor 299 792 458 m/s (aproximadamente 186 282.397 millas/s)
2

3
(suele
aproximarse a 3·10
8
m/s), o lo que es lo mismo 9.46·10
15
m/año; la segunda
cifra es la usada para definir al intervalo llamado año luz.
Se simboliza con la letra c, proveniente del latín celéritās (en español celeridad
o rapidez).
3. Interferencia de la luz
La forma más sencilla de estudiar el fenómeno de la interferencia es con el
denominado experimento de Young que consiste en hacer incidir luz
monocromática (de un solo color) en una pantalla que tiene una rendija muy
estrecha. La luz difractada que sale de dicha rendija se vuelve a hacer incidir
en otra pantalla con una doble rendija. La luz procedente de las dos rendijas se
combina en una tercera pantalla produciendo bandas alternativas claras y
oscuras.
Experimento de Young.

3. 4. Polarización de la luz.
El fenómeno de la polarización se observa en unos cristales determinados
que individualmente son transparentes. Sin embargo, si se colocan dos en
serie, paralelos entre sí y con uno girado un determinado ángulo con respecto
al otro, la luz no puede atravesarlos. Si se va rotando uno de los cristales, la luz
empieza a atravesarlos alcanzándose la máxima intensidad cuando se ha
rotado el cristal 90° sexagesimales respecto al ángulo de total oscuridad.
También se puede obtener luz polarizada a través de la reflexión de la luz.
La luz reflejada está parcial o totalmente polarizada dependiendo del ángulo de
incidencia. El ángulo que provoca una polarización total se llama ángulo de
Brewster.
Muchas gafas de sol y filtros para cámaras incluyen cristales polarizadores
para eliminar reflejos molestos
5. Fotometría.
La fotometría es la rama de la Astronomía que se dedica a medir el brillo de
los diferentes astros: estrellas, planetas, satélites, asteroides, cometas, etc. La
escala de brillos de las estrellas fue establecida por el astrónomo griego
Hiparco de Nicea, quien dividió estos brillos en cinco grados o magnitudes; más
tarde, con la invención del telescopio por Galileo en 1609, se amplió la escala
para incluir estos astros telescópicos, invisibles al ojo humano por su extrema
debilidad.
6. Rayos de luz.
El rayo luminoso es la línea imaginaria que representa la dirección por la que
la luz se propaga.
La utilización de este modelo, ampliamente divulgado en óptica geométrica,
simplifica los cálculos debido al principio de propagación en línea recta de la luz
en medios homogéneos e isótropos, como lo son el aire o el agua. En óptica
física, el rayo luminoso es la trayectoria que teóricamente recorre la energía
lumínica. En la teoría corpuscular de la luz, el rayo luminoso representa la
trayectoria de los fotones, perdiendo todo significado cuando los efectos de la
mecánica cuántica comienzan a apreciarse.

4. Las líneas rectilíneas representan los rayos luminosos, como vemos en la
ilustración se reflejan y refractan en la fina película de una pompa de jabón.
7. Reflexión de la luz.
Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido retiene unos
instantes su energía y a continuación la reemite en todas las direcciones. Este
fenómeno es denominado reflexión. Sin embargo, en superficies ópticamente
lisas, debido a interferencias destructivas, la mayor parte de la radiación se
pierde, excepto la que se propaga con el mismo ángulo que incidió. Ejemplos
simples de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un río
(que tiene el fondo oscuro).
La luz también se refleja por medio del fenómeno denominado reflexión interna
total, que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que
su velocidad es más lenta a otro más rápido, con un determinado ángulo. Se
produce una refracción de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie
entre ambos medios reflejándose completamente. Esta reflexión es la
responsable de los destellos en un diamante tallado.
8. Imágenes o reflexión.
La reflexión es el cambio de dirección de una onda, que, al entrar en contacto
con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto
donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las
ondas en el agua.
9. Espejo esférico.
Los espejos esféricos tienen la forma de la superficie que resulta cuando una
esfera es cortada por un plano. Si la superficie reflectora está situada en la cara
interior de la esfera se dice que el espejo es cóncavo. Si está situada en la cara
exterior se denomina convexo.
Su formula es:
n = 360/<a-1
Donde n = numero de imagenes, 360 = < perigonal, < a = angulo de
abertura, - 1 = el objeto reflejado.
Centro de curvatura C: Es el centro de la superficie esférica que
constituye el espejo.
Radio de curvatura R: Es el radio de dicha superficie.
Vértice V: Coincide con el centro del espejo.
Eje principal: Es la recta que une el centro de curvatura C con el vértice
V.
Foco: Es un punto del eje por el que pasan o donde convergen todos los
rayos reflejados que inciden paralelamente al eje. En los espejos

5. esféricos se encuentra en el punto medio entre el centro de curvatura y
el vértice.

Cuando un rayo incidente pasa por el centro de curvatura, el rayo reflejado
recorre el mismo camino, pero en sentido inverso debido a que la incidencia es
normal o perpendicular.
Asimismo, cuando un rayo incide paralelamente al eje, el rayo reflejado pasa
por el foco, y, viceversa, si el rayo incidente pasa por el foco el reflejado
marcha paralelamente al eje. Es ésta una propiedad fundamental de los rayos
luminosos que se conoce como reversibilidad.
10. Refracción de la luz.
Refracción es la desviación que sufre un rayo luminoso al pasar en forma
oblicua en un medio transparente a otro de distinta densidad, como es el caso
del aire al agua. Se explica la refracción de la luz porque un rayo luminoso al
cruzar de un medio a otro diferente cambia su velocidad. El rayo incidente, la
normal, y el rayo refractado están en el mismo plano. La relación entre el seno
del ángulo de incidencia y el ángulo de refracción es igual a una cantidad
constante que se llama índice de refracción.
11. Dispersión de la luz.
En el vacío, la velocidad es la misma para todas las longitudes de onda del
espectro visible, pero cuando atraviesa sustancias materiales la velocidad se
reduce y varía para cada una de las distintas longitudes de onda del espectro,
este efecto se denomina dispersión. Gracias a este fenómeno podemos ver
los colores del arcoíris. El color azul del cielo se debe a la luz del sol
dispersada por la atmósfera. El color blanco de las nubes o el de la leche
también se debe a la dispersión de la luz por las gotitas de agua o por las
partículas de grasa en suspensión que contienen respectivamente.
En física se denomina dispersión al fenómeno de separación de las ondas de
distinta frecuencia al atravesar un material.
Cuando un haz de luz blanca procedente del sol atraviesa un prisma de cristal,
las distintas radiaciones monocromáticas son tanto más desviadas por la
refracción cuanto menor es su longitud de onda. De esta manera, los rayos
rojos son menos desviados que los violáceos y el haz primitivo de luz blanca,
así ensanchado por el prisma, se convierte en un espectro electromagnético en
el cual las radiaciones coloreadas se hallan expuestas sin solución de
continuidad, en el orden de su longitud de onda, que es el de los siete colores
ya propuestos por Isaac Newton: violeta, índigo, azul, verde, amarillo,
anaranjado y rojo
12. El color.

6. El color es la impresión producida por un tono de luz en los órganos visuales, o
más exactamente, es una percepción visual que se genera en el cerebro de los
humanos y otros animales al interpretar las señales nerviosas que le envían los
fotorreceptores en la retina del ojo, que a su vez interpretan y distinguen las
distintas longitudes de onda que captan de la parte visible del espectro
electromagnético.
Todo cuerpo iluminado absorbe una parte de las ondas electromagnéticas y
refleja las restantes. Las ondas reflejadas son captadas por el ojo e
interpretadas en el cerebro como distintos colores según las longitudes de
ondas correspondientes.