Fisica Juliana Fernandez

La luz

La luz se comporta como una onda en su propagación y como una partícula o foton cuando interactua con la materia.

TEORÍA CORPUSCULAR (NEWTON)

La luz está compuesta por partículas las cuales se propagan en línea recta y que pueden atravesar medios transparentes, y pueden ser reflejados por materias opacas.

Esta teoría explica: La propagación rectilínea de la luz, la refracción y reflexión

Newton explicó que la variación de intensidad de la fuente luminosa es proporcional a la cantidad de corpúsculos que emite en determinado tiempo.

La reflexión de la luz consiste en la incidencia de esas partículas en forma oblicua en una superficie espejada, de manera que al llegar a ella varía de dirección pero siempre en el mismo medio.

La igualdad del ángulo de incidencia con el de reflexión se debe a que tanto antes como después de la reflexión los corpúsculos conservan la misma velocidad (debido a que permanece en el mismo medio).

La refracción consiste en que las partículas que inciden oblicuamente en una superficie de separación de dos medios de distinta densidad son atraídos por la masa del medio más denso y, por lo tanto, aumenta la componente de la velocidad que es la velocidad que es perpendicular a la superficie de separación, razón por la cual las partículas luminosas se acercan a la normal.

TEORÍA ONDULATORIA (HUYGENS)

Modelo ondulatorio donde la luz es una perturbación ondulatoria, parecida al sonido, y de tipo mecánico pues necesitaba un medio material para propagarse.

Hipótesis:

· Todos los puntos de un frente de ondas son centros emisores de ondas secundarias.

· De todo centro emisor se propagan ondas en todas direcciones del espacio con velocidad distinta en cada medio.

· Se supuso que todo el espacio estaba ocupado por éter, que hacía de soporte de las ondas.

Young demostró que la suma de dos fuentes luminosas pueden producir menos luminosidad que por separado.
Las vibraciones luminosas se efectuaban en dirección paralela a la propagación de la onda luminosa, en transversales.

TEORIA ELECTROMAGNETICA (MAXWELL 1865)

La perturbación del campo electromagnético puede propagarse en el espacio a una velocidad que coincide con la de la luz en el vacío, equiparando por tanto las ondas electromagnéticas con las ondas luminosas.
Hertz comprueba que las ondas hertzianas de origen electromagnético tienen las mismas propiedades que las ondas luminosas.

Los dos campos, eléctrico y magnético, periódicamente variables, están constantemente perpendiculares entre sí y a la dirección común de su propagación.

Las ondas eléctricas se dejan refractar, reflejar y polarizar, y que su velocidad de propagación es igual a la de la luz.

TEORÍA DE LOS CUANTOS (PLANCK 1900)

Los intercambios de energía entre la materia y la luz, solo son posibles por cantidades finitas. (cuantos) átomos de luz, que posteriormente se denominarán fotones.

MECANICA ONDULATORIA (DE BROGLIE 1924)

Establece la naturaleza corpuscular de la luz en su interacción con la materia (procesos de emisión y absorción)y la naturaleza electromagnética en su propagación.

El rayo es un alinea perpendicular a un aserie de frentes de onda que apunta en la dirección de propagación ; una haz de luz puede ser representada con un rayo o mas rayos.
Los rayos pueden provenir directamente de los objetos o se reflejan o refractan en ellos.
Tipos de reflexión:

Especular: Reflejo en una superficie lisa y los rayos reflejados son paralelos.
Difusa: Rayos reflejados en superficies ásperas no son paralelos.

La refracción como cambio de dirección de onda se debe al hecho de que la luz viaja con distinta rapidez en medios diferentes, de hecho , la rapidez de la luz por lo general es menor en los medios más densos.

Aplicaciónes:

Noche oscura y lluviosa: El agua sobre la superficie del camino convierte la reflexión difusa (porque la superficie del asfalto es áspera) que había antes de la lluvia en el asfalto en reflexión especular (el agua llena las grietas y convierte el camino en una superficie lisa), así en lugar de ver el camino el conductor solo percibe las imágenes reflejadas de luces y edificios.

Espejismo: En días calurosos en las carreteras se ve una apariencia de estar mojada, esto ocurre porque las capas de aire que están a distintas temperaturas provocan la refracción de la luz ya que la capa mas cercana a la carretera tiene mayor temperatura, menor densidad y su indice de refracción es menor.

La variación en los indices de refracción origina el punto mojado de la carretera.

Prisma: Cuando un rayo de luz blanca atraviesa un prisma de vidrio , se extiende o se dispersa y forma un espectro de colores. este fue el fenómeno que utilizo Newton para creer que la luz solar es una mezcla de colores. La salida del espectro indica que le indice de refracción del vidrio es diferente para las diversas longitudes de onda ya que la refracción causa una separación del haz lumínico de acuerdo con las longitudes de onda.

Experimento:

Materiales: Espejo, agua, plastilina limpiatipos, recipiente transparente, luz solar.

Elaboración: En un recipiente lleno con agua se ubica un espejo de tal manera que ayudado con la plastilina limpiatipos forme un angulo en el cual se dispersara un haz de luz formando un espectro de colores.

Los espejos son superficies reflectoras que tienen recubrimiento la mayor parte de las veces en la parte trasera.
Una imagen es la contra-parte visual del objeto producido por la reflexión ( en los espejos) y la refracción (lentes)
Cuando la imagen formada pareciera que estuviera detrás del espejo se llama imagen virtual .
Las imágenes donde la luz pasa a través de la imagen se llaman imágenes reales.
Características de las imágenes:

Orientación: Si la imagen esta a la derecha o invertida con respecto al objeto.
Tamaño.

Un espejo esférico es una superficie reflectora con geometría esférica.
Si la reflexión se efectúa en la superficie interna la sección se comporta como un espejo cóncavo, si la reflexión se realiza en la superficie externa la sección se comporta como un espejo convexo.
La linea radial que pasa por el centro del espejo esférico se llama eje óptico.

Tipos de rayos:

Paralelo: Incide paralelo al eje óptico y se refleja por el foco.
Radial: Incide pasando por el centro de curvatura y se refleja en su misma trayectoria.
Focal: Pasa por el foco y se refleja en dirección paralela al eje óptico.