Luz -Óptica

I.E.E Física Grado 11º

Docente: Robinson Arley Usma Blandon

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Definición Luz.

• Se llama luz (del latín lux, lucís) a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible.

Espectro visible

• Se le llama un espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir.

• A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz.

• Un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.

•Los infrarrojos se utilizan en los equipos de visión nocturna cuando la cantidad de luz visible es insuficiente para ver los objetos. La radiación se recibe y después se refleja en una pantalla. Los objetos más calientes se convierten en los más luminosos.

•Una de las aplicaciones de los rayos ultravioleta es como forma de esterilización (eliminar toda clase de bacterias y virus sin dejar residuos), a diferencia de los productos químicos).•Otra aplicación muy común es en la iluminación (luz negra)

Que es la óptica• En forma estricta, podemos definir la óptica de acuerdo con la

convención de la Optical Society of America, para la cual es el estudio de la luz, de la manera como es emitida por los cuerpos luminosos, de la forma en la que se propaga a través de los medios transparentes y de la forma en que es absorbida por otros cuerpos.

• La óptica, al estudiar los cuerpos luminosos, considera los mecanismos atómicos y moleculares que originan la luz.

• Al estudiar su propagación, lógicamente estudia los fenómenos luminosos relacionados con ella.

• Finalmente, la absorción de la luz ocurre cuando la luz llega a su destino, produciendo ahí un efecto físico o químico, por ejemplo, en la retina de un ojo, en una película fotográfica, en una cámara de televisión, o en cualquier otro detector luminoso.

Luz y Color

Naturaleza de la Luz (Dual)

• La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula.

• Como Onda es una onda electromagnética. Esta teoría, desarrollada por Christian Huygens.

• Como partícula la mejor evidencia que se ha encontrado es el efecto fotoeléctrico, este fenómeno fue ampliamente estudiado por Albert Einstein.

• La teoría corpuscular estudia la luz como si se tratase de un torrente de partículas sin carga y sin masa llamadas fotones, capaces de portar todas las formas de radiación electromagnética.

fotoemisión o efecto fotoeléctrico

• En 1905, Albert Einstein utilizó la teoría cuántica recién desarrollada por Planck para explicar el fenómeno foto-eléctrico otro fenómeno no comprendido por la física clásica:

• Este efecto consiste en que cuando un rayo monocromático de radiación electromagnética ilumina la superficie de un sólido (y, a veces, la de un líquido), se desprenden electrones en un fenómeno conocido como fotoemisión o efecto fotoeléctrico externo. Estos electrones poseen una energía cinética que puede ser medida electrónicamente con un colector con carga negativa conectado a la superficie emisora. No se podía entender que la emisión de los llamados "fotoelectrones" fuese inmediata e independiente de la intensidad del rayo.

Fenómenos de la luz

• Reflexión:• Refracción:• Difracción• Interferencia• Polarización (funcionamiento cine 3D, lentes

oscuros)• Iridiscencia (manchas de aceite, pompas de

jabón)

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Interferencia

Interferencia constructiva

Dos ondas se propagan en la misma dirección, con igual frecuencia, amplitud y longitud de onda. La diferencia entre fases varia con el tiempo, por lo que se puede observar tanto la interferencia constructiva como la destructiva.

Es el mismo caso de la izquierda, pero ahora las ondas viajan en sentido contrario.

Reflexión

LA RELEXIÓN DE LA LUZ: ESPEJOS

Universidad Tecnológica NacionalFacultad Regional Rosario

Departamento de Ciencias Básicas - Unidad Docente Básica Física

Cátedra: Física I

Departamento Ciencias Básicas UDB Física

LA RELEXIÓN DE LA LUZ: ESPEJOS

Universidad Tecnológica NacionalFacultad Regional Rosario

Departamento de Ciencias Básicas - Unidad Docente Básica Física

Cátedra: Física I

¿Qué es la reflexión de la luz?

• La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al chocar contra la superficie de los cuerpos.

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La reflexión de la luz sigue unas normas

• La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una superficie, rayo incidente, y el que sale rebotado después de reflejarse, rayo reflejado.

• Si se traza una línea recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal), el rayo incidente forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de incidencia.

• El rayo reflejado también forma con la normal un ángulo, que se llama ángulo de reflexión.

RAYO INCIDENTE

RAYO REFL

EJADO

NO

RMAL

ÁNGULO DE INCIDENCIA

ÁNGULO DE REFLEXIÓN

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Leyes de la reflexión de la luz

1ª.- El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están en el mismo plano.

2ª.- El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.

RAYO INCIDENTERAYO

REFLEJA

DO

NO

RMAL

ÁNGULO DE INCIDENCIA

ÁNGULO DE REFLEXIÓN

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¿Por qué podemos ver los objetos?

• Podemos ver los objetos que nos rodean porque la luz que se refleja en ellos llega hasta nuestros ojos.

• Si la superficie en la que se refleja la luz es perfectamente lisa, todos los rayos salen en la misma dirección. Esta forma de reflexión se produce en los espejos o en las superficies de agua totalmente lisas y en calma. Se llama reflexión especular.

• Si la superficie presenta rugosidades, los rayos salen reflejados en todas las direcciones. Este tipo de reflexión se llama difusa y es la causa de que podamos ver los objetos.

REFLEXIÓN ESPECULAR REFLEXIÓN DIFUSA

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Los espejos

• Los objetos que producen reflexión especular se llaman espejos.

• Los espejos pueden ser:– Planos– Curvos (esféricos):

– Cóncavos– Convexos

CÓNCAVO CONVEXO

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Elementos de un espejo esférico

Eje

FC

Centro de curvatura: es el centro de la esfera imaginaria que constituye el espejo.

Eje óptico: es la recta horizontal que pasa por el centro de la curvatura.

Foco: es el punto del eje óptico por el que pasan reflejados los rayos paralelos. Está situado en el punto medio de la línea que une el centro de curvatura con el espejo. Un rayo de luz que pase por el centro de curvatura es perpendicular al espejo y se refleja sobre si mismo.

Un rayo de luz paralelo al eje óptico al reflejarse pasa por el foco

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Formación de imágenes en un espejo plano

Se forma una imagen virtual (“detrás del espejo”), de igual tamaño que el objeto y a la misma distancia.

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Formación de imágenes en un espejo cóncavo

eje

FC

La imagen que se forma es real, invertida y menor.

Objeto más alejado del centro de curvatura

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Formación de imágenes en un espejo cóncavo

eje

FC

La imagen que se forma es real, invertida y de igual tamaño.

Objeto situado en el centro de curvatura

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Formación de imágenes en un espejo cóncavo

eje

FC

La imagen que se forma es real, invertida y mayor.

Objeto situado entre el centro de curvatura y el foco

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Formación de imágenes en un espejo cóncavo

eje

FC

No se forma imagen.

Objeto situado en el foco.

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Formación de imágenes en un espejo cóncavo

eje

FC

Se forma una imagen virtual, derecha y mayor.

Objeto situado entre el foco y el espejo.

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Formación de imágenes en un espejo convexo

eje

FC

Siempre se forma una imagen virtual, derecha y menor.

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Refracción

• Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.

• Se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos.

Refracción

• La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda.

• Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado.

• Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total.

• Un espejismo es una ilusión óptica en la que los objetos lejanos aparecen reflejados en una superficie lisa como si se estuviera contemplando una superficie líquida que, en realidad, no existe.

Difracción• La difracción es un fenómeno

característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija.

• La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio.

La iridiscencia

• Es un fenómeno óptico caracterizado como la propiedad de ciertas superficies en las cuales el tono de la luz varía de acuerdo al ángulo desde el que se observa la superficie, como en las manchas de aceite, las burbujas de jabón, las alas de una mariposa y el lado reproducible del disco láser, ya sea CD o DVD.

Polarización

¿Por qué es azul el cielo?

Porque las plantas son verdes?Que es el blanco?Que es el negro?

Trata de explicar el fenómeno.

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Espejos

¿Cuáles son los tipos de espejos?

¿Cómo se forma la imagen?

¿Cómo cambia la imagen dependiendo del tipo de espejo?

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El ojo humano

La Visión

El ojo humano. ¿Cómo funciona?

Dificultades con la visión

¿Cómo funciona el cine 3D?

Explica el fenómeno

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