NATURALEZA Y PROPAGACIÓN DE LA LUZ

La luz y sus propiedades
1. La luz es una onda electromagnética. Cuando es emitida o absorbida también presenta propiedades de partícula. Es emitida por cargas eléctricas en aceleración. La rapidez de la luz en el vacío es una constante física fundamental.
2. Un frente de onda es una superficie de fase constante; los frentes de onda se desplazan con rapidez igual a la de propagación de la onda.
3. Un rayo es una línea recta a lo largo de la dirección de propagación, perpendicular a los frentes de onda. La representación de la luz por medio de rayos es la base de la óptica geométrica
4. Cuando se transmite luz de un material a otro, la frecuencia de la luz no cambia, pero la longitud de onda y la rapidez de onda pueden cambiar.
5. El índice de refracción n de un material es la razón entre la rapidez de la luz en el vacío c y su rapidez v en el material. Si es la longitud de onda en el vacío, la misma onda tiene una longitud más corta en un medio con un índice de refracción n .
6. La variación del índice de refracción n con la longitud de onda se llama dispersión. Por lo general, n disminuye cuando aumenta.
Reflexión y refracción:
1. En una interfaz lisa entre dos materiales ópticos, los rayos incidente, reflejado y refractado, así como la normal a la interfaz, yacen todos en un solo plano llamado plano de incidenciaEn una interfaz lisa entre dos materiales ópticos, los rayos incidente, reflejado y refractado, así como la normal a la interfaz, yacen todos en un solo plano llamado plano de incidencia
2. La ley de reflexión establece que los ángulos de incidencia y refracción son iguales.
3. La ley de refracción relaciona los ángulos de incidencia y refracción con los índices de refracción de los materiales
4. Los ángulos de incidencia, reflexión y refracción siempre se miden con respecto a la normal a la superficie
5. La reflexión dispersa a partir de una superficie áspera se llama reflexión difusa
6. Ambas clases de reflexión ocurren con materiales transparentes o con materiales opacos que no transmiten la luz. La gran mayoría de objetos en el ambiente (ropa, plantas, personas y este libro) son visibles porque reflejan la luz en una forma difusa desde sus superficies.
9. La reflexión con un ángulo definido desde una superficie muy lisa se llama reflexión especular
Polarización de la luz
1. La dirección de polarización de una onda electromagnética linealmente polarizada es la dirección del campo
2. Un filtro polarizador deja pasar ondas linealmente polarizadas a lo largo de su eje de polarización y bloquea aquéllas perpendicularmente polarizadas con respecto a ese eje.
3. Cuando luz polarizada con intensidad incide en un filtro polarizador que se usa como analizador, la intensidad I de la luz transmitida a través del analizador depende del ángulo f entre la dirección de polarización de la luz incidente y el eje de polarización del analizador.
4. Cuando se superponen dos ondas linealmente polarizadas con una diferencia de fase, el resultado es luz circular o elípticamente polarizada.
5. En este caso, el vector no está confinado a un plano que contenga la dirección de propagación, sino que describe círculos o elipses en planos perpendiculares a la dirección de propagación.
6. La luz es dispersada por las moléculas del aire. La luz dispersada está parcialmente polarizada.
Principio de Huygens:
1. El principio de Huygens establece que si se conoce la posición de un frente de onda en cierto instante, entonces la posición del frente en un momento posterior se puede construir imaginando el frente como una fuente de ondas secundarias.
2. El principio de Huygens se puede usar para deducir las leyes de la reflexión y la refracción
3. Este principio, establecido por primera vez por el científico holandés Christiaan Huygens en 1678, es un método geométrico para encontrar, a partir de la forma conocida de un frente de onda en un instante determinado, la forma que tiene ese frente de onda cierto tiempo después
4. Huygens supuso que todo punto de un frente de onda puede considerarse la fuente de ondas secundarias que se dispersan en todas direcciones con rapidez igual a la rapidez de la propagación de la onda original
6. El efecto de la superficie reflectante consiste en cambiar la dirección de propagación de las ondas secundarias que inciden en ella, por lo que parte de una onda secundaria que hubiera penetrado en la superficie en realidad se encuentra a la izquierda de ella, como lo ilustran las líneas continuas.
8. La primera de tales ondas secundarias tiene su centro en el punto A; la envolvente de todas las ondas secundarias reflejadas es la parte OB del frente de onda.

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