Energía óptica - luzEnergía óptica - luz La energía óptica comprende la parte de la física que La energía óptica comprende la parte de la física que

trata los fenómenos visuales, es decir las determinados trata los fenómenos visuales, es decir las determinados por las radiaciones luminosas.por las radiaciones luminosas.

La luz, comprende radiaciones de 4000 a 8000 A.La luz, comprende radiaciones de 4000 a 8000 A. Su característica fundamental es la de excitar la retina Su característica fundamental es la de excitar la retina

produciendo las sensaciones luminosas.produciendo las sensaciones luminosas. Para poder explicar el concepto de luz se propusieron 2 Para poder explicar el concepto de luz se propusieron 2

teorias principales:teorias principales: Teoría ondulatoriaTeoría ondulatoria Teoría corpuscularTeoría corpuscular

Teoría ondulatoriaTeoría ondulatoria

La luz, según esta teoría, consistiría en un La luz, según esta teoría, consistiría en un movimiento vibratorio análogo al del movimiento vibratorio análogo al del sonido, el cual se propagaría del cuerpo sonido, el cual se propagaría del cuerpo luminoso hasta el ojo por medio de un luminoso hasta el ojo por medio de un elemento elástico e imponderable, el eter, elemento elástico e imponderable, el eter, el cual llenaría todos los espacios.el cual llenaría todos los espacios.

La idea del éter era indispensable porque La idea del éter era indispensable porque era necesario la existencia de un medio era necesario la existencia de un medio de soporte de las ondas luminosas.de soporte de las ondas luminosas.

Teoría corpuscularTeoría corpuscular Sostenía que la visión era causada por mínimas Sostenía que la visión era causada por mínimas

partículas que emanando de los cuerpos penetraba en el partículas que emanando de los cuerpos penetraba en el ojo a través de la papila. ojo a través de la papila.

Esta teoría era cómoda para explicar la propagación Esta teoría era cómoda para explicar la propagación rectilínea de la luz.rectilínea de la luz.

la reflexión seria un caso particular de la reflexión de los la reflexión seria un caso particular de la reflexión de los cuerpos elásticos.cuerpos elásticos.

Los colores estarían formados por partículas de distinta Los colores estarían formados por partículas de distinta naturaleza y tamaño.naturaleza y tamaño.

La refracción se explicaría con la existencia de fuerzas de La refracción se explicaría con la existencia de fuerzas de atracción entre los corpúsculos luminosos y las moléculas atracción entre los corpúsculos luminosos y las moléculas de los cuerpos que determinarían la desviación del rayo.de los cuerpos que determinarían la desviación del rayo.

Esta teoría se impuso en el siglo XVIII.Esta teoría se impuso en el siglo XVIII. 1801: Young demostró los fenómenos de interferencia (la 1801: Young demostró los fenómenos de interferencia (la

luz agregada a la luz podría dar oscuridad), hecho luz agregada a la luz podría dar oscuridad), hecho explicable solo con la teoría ondulatoria.explicable solo con la teoría ondulatoria.

Teoría de las ondas Teoría de las ondas electromagnéticaselectromagnéticas

1862: Maxwell postulo su teoría de las ondas 1862: Maxwell postulo su teoría de las ondas electromagnéticas: las ondas de luz podrían ser electromagnéticas: las ondas de luz podrían ser también de naturaleza electromagnética.también de naturaleza electromagnética.

1867: Hertz confirmo estas teorías. Demostró 1867: Hertz confirmo estas teorías. Demostró que las ondas electromagnéticas se propagan que las ondas electromagnéticas se propagan con la misma velocidad que la luz, con la misma velocidad que la luz, experimentando, además, fenómenos de experimentando, además, fenómenos de reflexión y refracción.reflexión y refracción.

Teoría De Broglie.Teoría De Broglie.Mecánica ondulatoria o quánticaMecánica ondulatoria o quántica

La teoría corpuscular se actualizo cuando Max Planck La teoría corpuscular se actualizo cuando Max Planck formulo la teoría del quantum: la emisión y la absorción de luz formulo la teoría del quantum: la emisión y la absorción de luz por los cuerpos se produce en forma discontinua, como por los cuerpos se produce en forma discontinua, como paquetes de energía llamados quantum. paquetes de energía llamados quantum.

La energía que corresponde a cada quantum o botón de La energía que corresponde a cada quantum o botón de radiación depende de la frecuencia radiación depende de la frecuencia (v)(v) de la radiación y de de la radiación y de una constante una constante (h)(h), cuyo valor es 6,62x10, cuyo valor es 6,62x10¯²7¯²7 erg.segundo, de erg.segundo, de manera que el quantum de acción manera que el quantum de acción (e)(e) es igual a es igual a e = h . Ve = h . V

1834: Hamilton sostenia que la trayectoria de una partícula 1834: Hamilton sostenia que la trayectoria de una partícula material colocada en un campo electroestático, seguía un material colocada en un campo electroestático, seguía un

trayecto ondulatoriotrayecto ondulatorio..

Basado en esta teoría, Luis De Broglie, concilio en 1924, la Basado en esta teoría, Luis De Broglie, concilio en 1924, la teoría ondulatoria y corpuscular, que sostenía que teoría ondulatoria y corpuscular, que sostenía que todas las todas las partículas seguían un trayecto ondulatorio con una partículas seguían un trayecto ondulatorio con una determinada longitud de onda llamada onda piloto.determinada longitud de onda llamada onda piloto.

Es decir, los electrones, lo mismo que los fotones de luz, Es decir, los electrones, lo mismo que los fotones de luz, tendrían un movimiento ondulatorio. La longitud de esta onda tendrían un movimiento ondulatorio. La longitud de esta onda dependería de la masa (m) y de la velocidad (V) de la dependería de la masa (m) y de la velocidad (V) de la partícula según la siguiente relación:partícula según la siguiente relación:

λλ= h / (m . v )= h / (m . v )

Velocidad de la luzVelocidad de la luz

La luz se propaga en línea recta y en el vacío a La luz se propaga en línea recta y en el vacío a una velocidad de 300.000 Km./s.una velocidad de 300.000 Km./s.

Propiedades de la luzPropiedades de la luz

Propagación de la luz:Propagación de la luz: La propagación en el vacío se La propagación en el vacío se

evidencia por el hecho de que evidencia por el hecho de que la luz llega hasta nosotros la luz llega hasta nosotros desde las estrella, el sol, etc.desde las estrella, el sol, etc.

La propagación se pone de La propagación se pone de manifiesto, por ejemplo, en la manifiesto, por ejemplo, en la proyección de las sombras por proyección de las sombras por los cuerpos opacoslos cuerpos opacos

Leyes de la reflexiónLeyes de la reflexión Cuando un rayo de luz que se Cuando un rayo de luz que se

propaga en un medio propaga en un medio homogéneo alcanza un homogéneo alcanza un segundo medio, se refleja segundo medio, se refleja parcialmente. parcialmente.

Esta reflexión es total en el Esta reflexión es total en el caso que el rayo incida sobre caso que el rayo incida sobre la superficie de un espejo.la superficie de un espejo.

El fenómeno de la reflexión El fenómeno de la reflexión esta regido por dos leyes esta regido por dos leyes fundamentales:fundamentales:

1º) el rayo incidente, la normal 1º) el rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están en un y el rayo reflejado están en un mismo plano;mismo plano;

2º) el ángulo de incidencia es 2º) el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.igual al ángulo de reflexión.

Estas leyes de reflexión, así como también las Estas leyes de reflexión, así como también las de refracción están incluidas en el llamado de refracción están incluidas en el llamado principio de Fermat, según el cual : principio de Fermat, según el cual :

““la naturaleza sigue en todas las la naturaleza sigue en todas las transformaciones el camino mas económico o transformaciones el camino mas económico o de menor resistencia”.de menor resistencia”.

En los casos de reflexión y refracción, el camino En los casos de reflexión y refracción, el camino que sigue la luz es el que emplea menor tiempo.que sigue la luz es el que emplea menor tiempo.

Leyes de refracciónLeyes de refracción Cuando un rayo luminoso incide Cuando un rayo luminoso incide

de un medio a otro de distinta de un medio a otro de distinta densidad, si no es perpendicular densidad, si no es perpendicular a la superficie, se desvía al a la superficie, se desvía al penetrar en el segundo medio, penetrar en el segundo medio, se dice entonces que el rayo es se dice entonces que el rayo es refractado.refractado.

Las leyes de refracción Las leyes de refracción establecen:establecen:

1)el rayo incidente, la normal a la 1)el rayo incidente, la normal a la superficie y el rayo refractado superficie y el rayo refractado están en un mismo plano;están en un mismo plano;

2) el seno del ángulo de 2) el seno del ángulo de refracción es igual a una refracción es igual a una constante (n) que corresponde al constante (n) que corresponde al índice de refracción del segundo índice de refracción del segundo medio con respecto al primero. medio con respecto al primero. Se tendrá: sen i / sen r = nSe tendrá: sen i / sen r = n

Difracción de la luzDifracción de la luz La difracción es la desviación que experimenta un rayo luminoso La difracción es la desviación que experimenta un rayo luminoso

cuando atraviesa un orificio estrecho o una hendidura.cuando atraviesa un orificio estrecho o una hendidura. Como consecuencia de este fenómeno que parece contradecir el Como consecuencia de este fenómeno que parece contradecir el

principio de propagación rectilínea de la luz, una pantalla colocada principio de propagación rectilínea de la luz, una pantalla colocada mas allá de una pequeña abertura circular o de una hendidura mas allá de una pequeña abertura circular o de una hendidura estrecha iluminada, en vez de recibir un punto o una simple línea estrecha iluminada, en vez de recibir un punto o una simple línea luminosa, evidencia un punto luminoso central, rodeado de anillos luminosa, evidencia un punto luminoso central, rodeado de anillos claros y oscuros.claros y oscuros.

En el caso de una hendidura, se apreciara una línea luminosa en el En el caso de una hendidura, se apreciara una línea luminosa en el centro y franjas alternadas de luz y oscuridad.centro y franjas alternadas de luz y oscuridad.

También como consecuencia de la difracción de la luz, la sombra También como consecuencia de la difracción de la luz, la sombra que proyecta un cuerpo opaco estrecho, (un cabello o una aguja, por que proyecta un cuerpo opaco estrecho, (un cabello o una aguja, por ejemplo) iluminado por una fuente muy fina, no es bien definida, sino ejemplo) iluminado por una fuente muy fina, no es bien definida, sino que presenta franjas paralelas clara y oscurasque presenta franjas paralelas clara y oscuras