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Propagación de la luz: ondas, reflexión y refracción
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¿Qué es?
La luz:
Una onda transversal
Es una forma de energía emitida por los cuerpos y que nos permite percibirlos mediante la vista.
No requieren medio material para su propagación.
La luz del objeto se transmite mediante un movimiento ondulatorio hasta llegar a nuestros ojos. Desde allí se envía un estímulo al cerebro que lo interpreta como una imagen.
Los objetos visibles pueden ser
Objetos luminosos y Objetos iluminados
Se transmite mediante ondas electromagnéticas
Las ondas son transversales, pues las vibraciones de los campos eléctrico y magnético se producen en dirección perpendicular a la dirección de propagación.
Propagación de la luz
La luz se puede propagar en el vacío o en otros medios. La velocidad a la que se propaga depende del medio. En el vacío (o en el aire) es de 3·108 m/s; en cualquier otro medio su valor es menor.
Esta velocidad viene dada por una magnitud llamada índice de refracción, n, que es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en ese medio. No tiene unidades y su valor es siempre mayor que 1.
n=c\v
n es el índice de refracción, c es la velocidad de la luz en el vacío y v es la velocidad de la luz en el medio (ambas en m/s).
Según su comportamiento ante la luz, los medios se pueden clasificar en
Transparentes
Opacos
Translúcidos
Refracción de la luz
Reflexión de la luz
¿Qué es?
Es como si la luz rebotara al llegar a la superficie y volviera a través del medio original.
Leyes de la reflexión
El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano.
El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión: i = r.
Rayo incidente: rayo que llega a la superficie.
Rayo reflejado: rayo que refleja la superficie.
Normal: es la perpendicular a la superficie del espejo en el punto donde toca el rayo incidente.
i: ángulo de incidencia, el que forma el rayo incidente con la normal.
r: ángulo de reflexión, el que forma el rayo reflejado con la normal.
Ejemplo
Es como si la luz rebotara al llegar a la superficie y volviera a través del medio original.
Si la luz pasa de un medio de menor índice de refracción a otro de mayor índice de refracción, se acerca a la normal.
¿Cómo funciona?
Cuando la luz pasa de un medio a otro, su velocidad cambia. Eso hace que pueda variar la dirección del rayo (si no incide de forma perpendicular).
Leyes de la refracción
El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en el mismo plano.
Ley de Snell
n1 · sen i = n2 · sen r
Ejemplo
Del aire al agua
cuando la luz pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro de menor índice de refracción, se aleja de la normal.
n1 es el índice de refracción del primer medio y n2 del segundo.
Ejemplo
Del agua al aire
El espectro electromagnético
Dispersión de la luz
Como el índice de refracción de un material depende de la longitud de onda de la radiación incidente, si un rayo de luz blanca incide sobre un prisma óptico, cada radiación simple se refracta con un ángulo diferente. La dispersión de la luz consiste en la separación de la luz en sus colores componentes por efecto de la refracción.
Es luz blanca que proviene del Sol. En algunas circunstancias, esa luz se descompone en varias franjas de colores llamadas arco iris.
Está formada por toda una gama de longitudes de onda, cada una correspondiente a un color, que van desde el rojo hasta el violeta.
Así, las distintas radiaciones que componen la luz blanca emergen separadas del prisma formando una sucesión continua de colores que denominamos espectro de la luz blanca.
Al color rojo le corresponde una longitud de onda de 400 nm y al color violeta le corresponde otra de 700 nm.
¿Qué es?
Es el análisis de las distintas radiaciones sencillas que componen la radiación total que nos llega de un cuerpo.
existen ondas electromagnéticas con mayor o menor longitud de onda como los rayos X, la radiación ultravioleta o la infrarroja.
Es el conjunto de ondas electromagnéticas ordenadas en función de su energía.
De mayor a menor energía (o de menor a mayor longitud de onda) tenemos
Rayos gamma, Rayos X, Ultravioleta, Visible, Infrarrojo, Ondas, de radio y Microondas,
Ejemplo
Las personas podemos ver la luz, una radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida entre 400 nm y 700 nm.
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- Flowchart on Untitled, created by Sofia Pineda on 26/10/2020.
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- Sofia Pineda
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