Luz
Se llama luz (del latín lux, lucis) 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 elespectro visible. La luz, como todas las radiaciones electromagnéticas, está formada por partículas elementales desprovistas de masa denominadas fotones, cuyas propiedades de acuerdo con la dualidad onda partícula explican las características de su comportamiento físico.
La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.
Índice
[mostrar]Velocidad finita[editar]
Se ha demostrado teórica y experimentalmente
que la luz tiene una velocidad finita. La primera medición con éxito fue
hecha por el astrónomo danés Ole Roemer en 1676 y
desde entonces numerosos experimentos han mejorado la precisión con la
que se conoce el dato. Actualmente el valor exacto aceptado para la
velocidad de la luz en el vacío es de 299 792 458 m/s.1
La velocidad de la luz al propagarse a través
de la materia es menor que a través del vacío y depende de las
propiedades dieléctricas del medio y de la energía de la luz. La
relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio se
denomina índice de refracción del medio: 
Reflexión y dispersión[editar]
Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido retiene unos instantes su energía y a continuación la reemite en todas las direcciones. Este fenómeno es denominadoreflexión. Sin embargo, en superficies ópticamente lisas, debido a interferencias destructivas,
la mayor parte de la radiación se pierde, excepto la que se propaga con
el mismo ángulo que incidió. Ejemplos simples de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un río (que tiene el fondo oscuro).
La luz también se refleja por medio del fenómeno denominado reflexión interna total,
que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que
su velocidad es más lenta a otro más rápido, con un determinado ángulo.
Se produce una refracción de
tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios
reflejándose completamente. Esta reflexión es la responsable de los
destellos en un diamante tallado.
En el vacío, la velocidad es la misma para
todas las longitudes de onda del espectro visible, pero cuando atraviesa
sustancias materiales la velocidad se reduce y varía para cada una de
las distintas longitudes de onda del espectro, este efecto se denomina dispersión. Gracias a este fenómeno podemos ver los colores del arcoíris. El color azul del cielo se debe a la luz del sol dispersada por la atmósfera. El color blanco de las nubes o el de la leche también se debe a la dispersión de la luz por las gotitas de agua o por las partículas de grasa en suspensión que contienen respectivamente.
ESPEJOS
ESPEJO PLANO
Los
espejos planos los utilizamos con mucha frecuencia. Si eres buen
observador te habrás fijado en que la imagen producida por un espejo
plano es virtual, ya que no la podemos proyectar sobre una
pantalla, tiene el mismo tamaño que el objeto y se encuentra a la misma
distancia del espejo que el objeto reflejado
Habrás observado también
que la parte derecha de la imagen corresponde a la parte izquierda del
objeto y viceversa. Esto se llama inversión lateral.
Si la superficie del
segundo medio es lisa, puede actuar como un espejo y producir una imagen
reflejada (figura 2). En la figura 2, la fuente de luz es el objeto A;
un punto de A emite rayos en todas las direcciones. Los dos rayos que
inciden sobre el espejo en B y C, por ejemplo, se reflejan como rayos BD
y CE. Para un observador situado delante del espejo, esos rayos parecen
venir del punto F que está detrás del espejo. De las leyes de reflexión
se deduce que CF y BF forman el mismo ángulo con la superficie del
espejo que AC y AB. En este caso, en el que el espejo es plano, la
imagen del objeto parece situada detrás del espejo y separada de él por
la misma distancia que hay entre éste y el objeto que está delante.
ESPEJOS ESFÉRICOS
Los espejos: Por definición, espejo es el
nombre que recibe toda superficie o lamina de cristal azogado por la
parte posterior, o de metal bruñido, para que se reflejen en ella los
objetos. Por extensión se denomina “espejo” a toda superficie que
produce reflexión de los objetos, por ej. : la superficie del agua.
Por lo tanto, y a partir de la definición que
hemos establecido previamente, extendemos el concepto: un espejo
esférico esta formado por una superficie pulida correspondiente a un
casquete esférico.
Los espejos esféricos pueden clasificarse en
cóncavos o convexos; son cóncavos, aquellos que tienen pulimentada la
superficie interior y son convexos los que tienen pulimentada la parte
exterior
Hay dos clases de espejos esféricos, los cóncavos y los convexos.
El centro de curvatura (O) es el centro de la
esfera a la que pertenece el casquete. Cualquier rayo que pase por este
punto se reflejará sin cambiar de dirección.El centro del casquete
esférico (C) se denomina centro de figura.La línea azul, que pasa por
los dos puntos anteriones se denomina eje óptico.
El foco (F) es el punto en el que se
concentran los rayos reflejados, para el caso de los espejos cóncavos, o
sus prolongaciones si se trata de espejos convexos. Llamamos distancia
focal de un espejo a la distancia entre los puntos F y C.
Elementos de los espejos esféricos:
Centro de curvatura: Es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete.
Radio de curvatura: Es el radio de la esfera a la cual pertenece el espejo.
Vértice del espejo: Es el polo del casquete esférico al que pertenece el espejo.
Eje principal: Es la recta que pasa por el vértice y el centro de curvatura
Eje secundario: Cada una de las rectas que pasa por el centro de curvatura.
Abertura (o ángulo) del espejo: Es el ángulo formado por los ejes secundarios que pasan por el borde del espejo.
En los espejos esféricos se verifican las
mismas leyes de reflexión que en los espejos planos. De hecho, se
considera que el punto de incidencia del rayo pertenece al plano
tangente al espejo esférico, en ese mismo punto.
La trayectoria de los rayos y los focos:
En los espejos esféricos cóncavos, se cumple que:
* Todos los rayos paralelos al eje principal se reflejan pasando por el foco (ubicado sobre el eje principal).
* Cualquier rayo que pase por el foco principal se refleja paralelo al eje principal.
* Todo rayo que pase por el centro de
curvatura, se refleja sobre sí mismo. Esto se explica fácilmente en
forma geométrica, ya que, si pasa por el centro de curvatura, es un
radio y, todo radio es perpendicular a la recta tangente a la
circunferencia en el punto donde ese radio corta a la circunferencia.
* Puede demostrarse geométricamente que el
foco principal de un espejo esférico es el punto medio del radio de
curvatura. Dada la relación entre lo anterior y la distancia focal,
podemos también afirmar -y demostrar- que la distancia focal es igual a
la mitad del radio de curvatura.
Hasta aquí, hemos hablado de los espejos esféricos cóncavos, ocupémonos ahora de los convexos:
En estos, también se cumplen las leyes de la reflexión ya conocidas y analizadas, pero debemos hacer la aclaración de que:
“el foco principal de un espejo esférico
convexo, es virtual”, por lo tanto, la distancia focal de un espejo
convexo es negativa.
Puede verificarse fácilmente que la
trayectoria de los rayos en los casos de espejos esféricos convexos, es
similar a la trayectoria en los espejos cóncavos, pero... como el foco
es virtual, decimos:
* Cualquier rayo paralelo al eje principal, en un espejo convexo, se refleja de manera tal que su prolongación pasa por el foco.
* Todo rayo que incidiendo sobre un espejo convexo tiende a pasar por el foco se refleja en forma paralela al eje principal.
* Todo rayo que incide en dirección al centro del espejo, se refleja sobre sí mismo.
La imagen que surge en un espejo esférico convexo, es virtual, de igual sentido y menor que el objeto reflejado.
Los espejos “curvos”
Estas son algunas de las utilidades de estos espejos que hemos analizado:
* El dentista, el otorrinolaringólogo, etc.
utilizan espejos esféricos cóncavos que tienden a concentrar los rayos
luminosos en el lugar que desean observar en detalle.
* En el caso de los automóviles, la parte “pulida” de los faros son también espejos cóncavos.
* Los espejos retrovisores de los autos son de
tipo convexo y, por lo tanto, forman una imagen virtual visible para el
conductor.
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