Resumen La Luz y Optica (dualidad onda particula, optica geometrica, interacción de la luz con un medio).ppt

resumen de los contenidos sobre la luz

1. LA LUZ

2. Naturaleza de la
luz
La luz es una forma de energía radiante que
puede originar la sensación de la visión. La
óptica es la rama de la física que tiene por
objeto el estudio de los fenómenos debidos a la
luz, diviendose en tres secciones:
Geométrica Física Cuántica
ÓpticaÓptica
“Rayos luminosos” “Movimiento
ondulatorio”
“Combinación de ondas y
partículas (fotones)”
1. 2. 3.

3. Considera a la luz como constituida Considera a la luz como constituida
por por rayos luminosos o corpúsculos
Explica los fenómenos luminosos:
• Reflexión
• Refracción
• Dispersión
Newton, Teoría corpuscular
Óptica
Geométrica.

4. Considera a la luz como
movimientos ondulatorios
Explica los fenómenos:
• Difracción
• Interferencia
• Polarización
Huygens, Teoría ondulatoria
Óptica Física.

5. Considera la luz como una combinación de ondas y
corpúsculos (fotones) (dualidad onda-corpúsculo)
• Efecto fotoeléctrico
Maxwell,
teoría electromagnética
Einstein,
teoría de los cuantos de luz
De Broglie,
teoría corpuscular-
ondulatoria
Óptica Cuantica.

6. Actualmente los físicos, frente a
experimentos aparentemente
contradictorios, aceptan el hecho de
que la luz parece tener una doble
naturaleza: en su propagación se
comporta como onda y en su
interacción con la materia en forma
corpuscular
Naturaleza de la luz

7. Naturaleza de la
luz
La luz es una onda electromagnética, por lo que su velocidad
en el vacío es de 300.000 km/s, un valor constante llamado
“c”.

8. Dispersión producida por
un prisma

amarillo
naranjo
verde
azul
índigo
violeta
rojo

9. 1.Sombra
2.Absorción y reemisión
3.Refracción
4.Reflexión
PROPIEDADES DE LA
LUZ

10. 1. Sombras: Región oscura debido a la obstaculización
completa de los rayos de luz debido a un cuerpo opaco,
siendo este ultimo un cuerpo por el cual no pasan los rayos
luminosos. Se procede aplicar los diagramas de rayos para
el análisis sombras, utilizando el siguiente esquema.

11. 2. Absorción y Reemisión:
Los objetos pueden absorber y reemitir la luz:
Dependiendo de la frecuencia que reemiten,
o sea la que no absorben) los vemos de uno u
otro color:
Los objetos blancos reemiten todas las
frecuencias, mientras que los objetos negros
absorben todas las frecuencias.

12. 3. Refracción:
Desviación y cambio de rapidez de un haz
luminoso al pasar de un medio a otro de
distinta refringencia.
*La refringencia
es la propiedad
de los medios de
refractar un rayo
de luz
procedente de
otro medio
¡Se mantiene la frecuencia!

13. Índice de refracción absoluto
(n)
Cuantificar la refringencia de un medio.
“cuociente entre la velocidad de la luz en el
vacío (c) y la velocidad que tiene la luz en un
medio (v)”.

14. A mayor índice de refracción en un medio,
menor rapidez de la luz en ese medio
aireaire 11
agua a 20°Cagua a 20°C 1,3331,333
alcoholalcohol 1,3541,354
vidriovidrio 1,5121,512
salsal 1,5441,544
Algunos índices de
refracción:

15. ♦ Ri, Rr, N son coplanarias

♦
Ley de Snell:
sen θ
1
/ v
1
= sen θ
2
/ v
2
Leyes de la refracción
Caso 1:
n
1
>n
2
θ
1
θ
2
Caso 2:
n
1<n
2θ
1
θ
2

16. Ejercicio
¿Cuál es el índice de refracción absoluto del
cuarzo, si la luz viaja a 200.000 km/s en él?
a) 0,666 km/s
b) 0,666
c) 1 km/s
d) 1,5
e) 1,5 km/s

17. 4. Reflexión:
Un haz luminoso ha experimentado una reflexión si al
incidir sobre una superficie de separación de dos
medios, retorna al medio de procedencia.

18. Leyes de la reflexión
Leyes de la reflexión:
♦ Rayo incidente (Ri), rayo
reflejado (Rr) y Normal (N)
están en un mismo plano.

♦
Ángulo de incidencia es
igual al ángulo de
reflexión.
Todo haz luminoso que incide normalmente, se refleja en
sentido contrario, sobre su dirección de incidencia.

19. RegularRegular
El haz luminoso incide sobre una
superficie pulimentada. Si los
rayos inciden paralelamente se
reflejan paralelamente.
Difusa
El haz luminoso incide sobre una
superficie no pulimentada, no
cumpliéndose las leyes de la
reflexión regular.
Reflexión

20. Ejercicio
Un niño introduce un lápiz en un vaso lleno de
agua. Respecto a la imagen “quebrada” del
lápiz en el vaso de agua, ¿cuál de las
opciones siguientes describe el fenómeno
observado por el niño?
A) Dispersión.
B) Reflexión.
C) Refracción.
D) Difracción.
E) Interferencia.

21. Espejos e imágenes

22. Imagen reflejada
Virtual
Real
Derecha
Invertida
Menor tamaño
Igual tamaño
Mayor tamaño
(que el objeto)

23. Reflexión en espejos
planos
En espejos planos las
características de la
imagen SIEMPRE son:
• virtual
• derecha
• del mismo tamaño
del objeto

24. Espejos esféricos
Centro de curvatura (C)
Vértice (V)
Eje óptico (principal)
Foco (F)
Distancia CF = distancia FV
Espejo cóncavo Espejo convexo

25. Reflexión en espejos
esféricos
Considerar ubicación del objeto.
Rayos incidentes parten del objeto y pasan:
1º Paralelo al eje principal, se refleja pasando por el
foco
2º Por el foco, se refleja paralelo al eje principal
3º Por el centro de curvatura, se refleja sobre sí mismo

26. Espejo cóncavo I
fc
En un espejo cóncavo, si el objeto está ubicado entre el centro de
curvatura y el infinito la imagen es REAL, INVERTIDA de MENOR
tamaño que el objeto y ubicada entre el centro de curvatura y el
foco.
v

27. f
c
En un espejo cóncavo, si el objeto está ubicado en el centro de
curvatura la imagen es REAL, INVERTIDA y de IGUAL tamaño que el
objeto.
v
Espejo cóncavo II

28. Espejos cóncavos III
fc
En un espejo cóncavo, si el objeto está ubicado entre el foco y el
centro de curvatura la imagen es REAL, INVERTIDA y de MAYOR
tamaño que el objeto.
v

29. Espejos cóncavos IV
f
c
En un espejo cóncavo, si el objeto está ubicado en el foco no existe
imagen, los rayos reflejados no se cortan.
v

30. Espejos cóncavos V
fc
En un espejo cóncavo, si el objeto está ubicado entre el foco y el
vértice la imagen es VIRTUAL, DERECHA y de MAYOR tamaño que
el objeto.
v

31. Espejo convexo
f c
En un espejo convexo, la imagen es siempre VIRTUAL, DERECHA y
de MENOR tamaño que el objeto.
v

32. Tipo de Tipo de espejoespejo
Ubicación objeto Ubicación objeto ↑↑
ConvexoConvexo
↑ ↑ ((
CóncavoCóncavo
↑ ↑ ))
Entre infinito y cEntre infinito y c
realreal
invertidainvertida
menor tamañomenor tamaño
En cEn c
realreal
invertidainvertida
igual tamañoigual tamaño
Entre c y fEntre c y f
realreal
invertidainvertida
mayor tamañomayor tamaño
En fEn f
No hay imagenNo hay imagen
Entre f y vEntre f y v
virtualvirtual
derechaderecha
mayor tamañomayor tamaño
V
ir
t
u
a
l
D
e
r
e
c
h
a
M
e
n
o
r
t
a
m
a
ñ
o
Tipo de imágenes en espejos esféricos

33. ¿Qué tipo de imagen forma un espejo convexo?
A) Real, de menor tamaño
B) Virtual, de menor tamaño
C) Real, de mayor tamaño
D) Virtual, de mayor tamaño
E) Invertida, de igual tamaño
Ejercicio

34. 1.- Un objeto está a 30 cm de un espejo cóncavo que posee un
radio de curvatura de 20 cm. ¿Cuál es la posición de la imagen?
Y ¿qué tipo de imagen es?

35. 2.- Un antiguo truco de magia utiliza un espejo cóncavo
para proyectar una imagen del tamaño del objeto y a la
misma distancia del espejo. Si el objeto se encuentra a
25 cm del espejo, ¿cuál debe ser el radio de curvatura
del espejo?

37. Esta ecuación se puede aplicar tanto a espejos cóncavos como a
convexos, utilizando una convención de signos (+,-) para p, q, f y R, en
cada caso. Además para ambos espejos se establece como lado
anterior o real del espejo a aquel donde inciden y se reflejan los rayos
de luz, y lado posterior o virtual a aquel donde no se desplaza la luz.
LADO REAL DEL ESPEJO
(ANTERIOR)
LADO VIRTUAL DEL ESPEJO
(POSTERIOR)
“p” y “q” positivas
luz incidente
luz reflejada
“p” y “q” negativas

38. Si p es de signo +, el objeto está delante del espejo
(objeto real)
Si p es de signo -, el objeto está detrás del espejo
(objeto virtual)
Si q es de signo +, la imagen está delante del espejo
(imagen real)
Si q es de signo -, la imagen está detrás del espejo
(imagen virtual)
f y R son de signo +, si el espejo es cóncavo
f y R son de signo -, si el espejo es convexo
Tabla de Convención de signos para espejos.

40. Lentes e imágenes

43. Lentes
Lentes convergentes:
Los haces de luz se
refractan juntándose en
un punto llamado foco
foco foco
centro óptico (o)
centro óptico (o)
Lentes divergentes:
Los haces de luz se
refractan separándose
como si vinieran de un
punto llamado foco

44. Formación de imágenes
con lentes
Considerar ubicación del objeto.
Los rayos incidentes provienen del objeto y pasan:
1º Paralelo al eje principal, se refracta pasando (en lente
convergente) o como si viniera (en lente divergente) del
foco.
2º Por el centro óptico, se refracta sin cambiar de dirección

45. Lentes convergentes I
o f cfc
La imagen de un objeto ubicado entre 2f y el infinito es real,
invertida y de menor tamaño que el objeto.

46. o f cfc
La imagen de un objeto ubicado entre el centro de curvatura y el
foco es real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.
Lentes convergentes II

47. o f cfc
La imagen de un objeto ubicado entre el centro óptico y el foco
es virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto
Lentes convergentes III

48. Lentes divergentes
ff cc
o
La imagen de un objeto en una lente divergente es virtual,
derecha y de menor tamaño que el objeto.

51. Tipo de LENTETipo de LENTE
Ubicación Ubicación
objetoobjeto
DivergenteDivergente
)()(
ConvergenteConvergente
()()
Entre infinito y cEntre infinito y c RealReal
InvertidaInvertida
Menor tamañoMenor tamaño
Entre c y fEntre c y f RealReal
InvertidaInvertida
Mayor tamañoMayor tamaño
Entre f y oEntre f y o VirtualVirtual
DerechaDerecha
Mayor tamañoMayor tamaño
V
irtu
a
l
D
e
re
c
h
a
M
e
n
o
r ta
m
a
ñ
o
Tipo de imágenes en lentes