La luz es una forma de radiación electromagnética, llamada energía radiante, capaz de excitar la retina del ojo humano y producir, en consecuencia, una sensación visual. Ya vimos que el concepto luz tiene absoluta relación con quien la percibe, y que es a través de ella que el hombre se conecta visualmente con el mundo que lo rodea. La energía radiante fluye en forma de ondas en cualquier medio con una dirección determinada (propagación rectilínea), y sólo es perceptible cuando interactúa con la materia, que permite su absorción o su reflejo. Hay entonces un cuerpo emisor de la energía radiante y otro que la recibe.
Esta interacción o transferencia de energía de un cuerpo a otro se denomina radiación. Físicamente se puede interpretar la luz de 2 maneras, asociadas entre sí:
• como una onda electromagnética,
• como un corpúsculo o partícula
La luz se puede propagar en el vacío o en otros medios. La velocidad a la que se propaga depende del medio. En el vacío (o en el aire) es de 3·108 m/s; en cualquier otro medio su valor es menor. Esta velocidad viene dada por una magnitud llamada índice de refracción, n, que es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en ese medio. No tiene unidades y su valor es siempre mayor que 1.
n es el índice de refracción, c es la velocidad de la luz en el vacío y v es la velocidad de la luz en el medio (ambas en m/s). Según su comportamiento ante la luz, los medios se pueden clasificar en: transparentes, opacos y translúcidos.
La luz es una onda que se propaga en las tres direcciones del espacio. Para estudiar sus efectos se emplean líneas perpendiculares a las ondas, que indican la dirección de propagación. Es lo que denominamos rayos.
En un medio que sea homogéneo, la luz se propaga en línea recta (siempre que no atraviese obstáculos de dimensiones comparables a su longitud de onda, en cuyo caso se produciría difracción, lo cual explica la formación de sombras y penumbras. Por ello, al iluminar un objeto con un foco grande y observar la imagen en una pantalla se distingue:
o Zona de sombra, que no recibe ningún rayo.
o Zona de penumbra, que recibe sólo parte de los rayos.
o Zona iluminada, que recibe todos los rayos que proceden del foco de luz.
De esta forma se puede explicar el eclipse de Sol y el eclipse de Luna.
Proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte.
En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. Estas ondas se denominan mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos.
Un frente de onda o frente de ondas se define como el lugar geométrico que une todos los puntos que, en un instante dado, se encuentran en idéntico estado de vibración, es decir, tienen igual fase.
La reflexión es el cambio de dirección del movimiento ondulatorio que ocurre en el mismo medio en que se propagaba, después de incidir sobre la superficie de un medio distinto. Se rige por dos leyes:
· El rayo incidente, el reflejado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano
· El ángulo del rayo incidente y el de reflexión son iguales
· Rayo incidente: es el rayo que llega a la superficie.
· Rayo reflejado: es el rayo que sale del punto de incidencia.
· La normal: es la perpendicular al plano en el punto de incidencia del rayo
· Ángulo de incidencia: es el ángulo formado entre el rayo incidente y la normal.
· Ángulo de reflexión: es el ángulo que forma el rayo reflejado con la normal.
La primera ley de reflexión nos dice que tanto la normal como los rayos, incidente y reflejado, están en el mismo plano. El ángulo entre el rayo incidente y la normal se llama ángulo de incidencia Øi. Mientras que el ángulo entre el rayo reflejado y la normal se llama ángulo de reflexión Ør.
La segunda ley de reflexión establece que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Reflexión especular.
Es cuando la luz obedece a la ley de reflexión. Este es el caso de los espejos y de la mayoría de las superficies duras y pulidas. Al tratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.
Reflexión difusa.
Es típica de sustancias granulosas como polvos. En el caso de la reflexión difusa los rayos son reflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie.
Reflexión extendida.
Muchas reflexiones son una combinación de los dos tipos descritos anteriormente. Este tipo de reflexión tiene un componente direccional dominante que es difundido parcialmente por irregularidades de la superficie.
Reflexión mixta.
Es una combinación de reflexión especular, extendida y difusa. Este tipo de reflexión es el que se da en la mayoría de los materiales reales.
Reflexión esparcida.
Es aquella que no puede asociarse con la Ley de Lambert ni con la Ley de la Reflexión Regular.
Es el cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.
¿Cuáles son los Elementos de la refracción?
En la reflexión podemos señalar los siguientes elementos:
- Rayo incidente: Es el rayo de luz que incide en la superficie
- Rayo reflejado: Es el rayo que sale de la superficie
- Normal: es la línea imaginaria perpendicular a la superficie
- Ángulo de incidencia (i) es el ángulo que forman el rayo incidente y la normal
- Ángulo de reflexión (r) es el ángulo que forman la normal y el rayo reflejado.
Conclusión.
Desde la antigüedad se ha estudiado la óptica y conforme han pasado los años se hace evidente la evolución de su estudio, esta fama de la física está relacionada con áreas de investigación tales como la tecnología ambiental dado que se encuentra en el estudio de la comprensión de los fenómenos que están relacionados con la luz, el cual puede ser usado en aparatos como radares. El estudio de la óptica nos permite identificar los fenómenos de refracción y retracción
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