Universidad Autónoma de Querétaro

Práctica N°1 “Naturaleza de la Luz” Física

Cristian Jesús Mascote Mendoza 21 de Agosto de 2012

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Práctica N°1

“Naturaleza de la Luz”

Índice

Objetivo: .............................................................................................................................................. 2

Marco Teórico: .................................................................................................................................... 2

Presentación del Experimento Virtual ................................................................................................ 4

Presentación Experimental en Laboratorio ........................................................................................ 5

Solución de Ejercicios .......................................................................................................................... 7

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Objetivo:

Comprobar analítica y experimentalmente las teorías que explican la naturaleza

de la luz.

Marco Teórico:

Teoría Corpuscular.

Esta teoría se debe a Isaac Newton. La luz está compuesta por diminutas

partículas (fotones) materiales emitidas a gran velocidad en línea recta por

cuerpos luminosos. La dirección de propagación de estas partículas recibe el

nombre de rayo luminoso.

La teoría de Newton se fundamenta en estos puntos:

Propagación rectilínea.

La luz se propaga en línea recta porque los corpúsculos que la forman se mueven

a gran velocidad.

Reflexión. Se sabe que la luz al chocar contra un espejo se refleja. Newton

explicaba este fenómeno diciendo que las partículas luminosas son

perfectamente elásticas y por tanto la reflexión cumple las leyes del choque

elástico.

El término reflexión puede tener distintos significados:

En física se refiere al fenómeno por el cual un rayo de luz que incide sobre una

superficie es reflejado. El ángulo con la normal a esa superficie que forman los

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rayos incidente y reflejado son iguales. Se produce también un fenómeno de

absorción diferencial en la superficie, por el cual la energía y espectro del rayo

reflejado no coinciden con la del incidente.

Refracción. El hecho de que la luz cambie la velocidad en medios de distinta

densidad, cambiando la dirección de propagación, tiene difícil explicación con

la teoría corpuscular. Sin embargo Newton supuso que la superficie de separación

de dos medios de distinto índice de refracción ejercía una atracción sobre las

partículas luminosas, aumentando así la componente normal de la velocidad

mientras que la componente tangencial permanecía invariable.

Teoría Ondulatoria

Fue idea del físico holandés C. Huygens. La luz se

propaga mediante ondas mecánicas emitidas por

un foco luminoso. La luz para propagarse

necesitaba un medio material de gran elasticidad,

impalpable que todo lo llena, incluyendo el vacío,

puesto que la luz también se propaga en él. A este

medio se le llamó éter.

La energía luminosa no está concentrada en cada

partícula, como en la teoría corpuscular sino que

está repartida por todo el frente de onda. El frente

de onda es perpendicular a las direcciones de

propagación.

La teoría ondulatoria explica perfectamente los fenómenos luminosos mediante

una construcción geométrica llamada principio de Huygens. Además según esta

teoría, la luz se propaga con mayor velocidad en los medios menos densos. a

pesar de esto, la teoría de Huygens fue olvidada durante un siglo debido a la

gran autoridad de Newton.

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En aquella época, la teoría de Huygens no fue muy considerada,

fundamentalmente por el prestigio que alcanzó Newton. Pasó más de un siglo

para que fuera tomada en cuenta la Teoría Ondulatoria de la luz. Los

experimentos del médico inglés Thomas Young sobre los fenómenos de

interferencias luminosas, y los del físico francés Auguste Jean Fresnel sobre la

difracción fueron decisivos para que ello ocurriera y se colocara en la tabla de

estudios de los físicos sobre la luz, la propuesta realizada en el siglo XVII por

Huygens.

Presentación del Experimento Virtual

-Equipo y Material empleado:

Un láser de luz roja como foco luminoso.

Dos hojas de cartulina.

Un cortador

Una pantalla blanca.

En el experimento virtual se mostró como es que, cuando se hacen las ranuras en

las hojas de cartulina de tal modo que la luz, al pasar por estas rendijas, creen un

patrón de interferencia en la pantalla blanca de fondo. El experimento virtual

funcionó a la perfección y se pudieron observar los patrones deseados.

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Presentación Experimental en Laboratorio

- Equipo y Material empleado:

Una lámpara ajustable como foco luminoso

Un soporte con caballetes

Lupas para enfoque

Placas con una y dos rendijas

Una pantalla blanca

Presentación del Experimento:

Primero Armamos todo el sistema del soporte con los caballetes.

Pusimos todas las lupas y los enfoques

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Una vez puestos conectamos la lámpara y enfocamos la luz por medio de las

lupas

Una vez enfocado, pusimos las rendijas en el foco producido por las lupas,

teniendo finalmente una estructura como la siguiente:

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Pusimos las pantallas para observar los patrones de interferencia, obteniendo las

siguientes imágenes:

Solución de Ejercicios