La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética.
Características de las ondas electromagnéticas
Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 km/s, que se conoce como "velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c = 300000 km/s).
La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior.
La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.
Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia como puede verse en el siguiente diagrama:
La LUZ es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con nuestros ojos.
La luz presenta tres propiedades características:
2.1.- La luz se propaga en línea recta
La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.
Sombras, penumbras y eclipses
- Si un foco, grande o pequeño, de luz se encuentra muy lejos de un objeto produce sombras nítidas.
- Si un foco grande se encuentra cercano al objeto, se formará sombra donde no lleguen los rayos procedentes de los extremos del foco y penumbra donde no lleguen los rayos procedentes de un extremo pero sí del otro.
Luz |
La luz es una forma de energía capaz de provocar cambios en los cuerpos. Así, por ejemplo, nuestra piel y la de muchos animales cambia de color cuando se expone a la luz solar. También es una importante fuente de energía para las plantas, que la utilizan para fabricarse el alimento.
Luz: una forma de energía. |
Gracias a ella podemos ver todo aquello que hay a nuestro alrededor. Hay cuerpos que producen y emiten su propia luz. Estos cuerpos reciben el nombre de fuentes luminosas . Hay fuentes luminosas naturales, que producen luz propia y se encuentran en la naturaleza, como el Sol, el fuego y algunos insectos como las luciérnagas, y fuentes luminosas artificiales, fabricadas por las personas, como la bombilla (ampolleta), las velas, las cerillas (fósforos) y los tubos fluorescentes.
Durante el día la luz del Sol nos ilumina, los rayos de luz que nos llegan del Sol son una forma más en que se manifiesta la energía, la cual puede ser utilizada por el hombre para su provecho. De noche, sin embargo, necesitamos otras fuentes de luz, por eso conectamos bombillas (ampolletas), usamos una linterna o encendemos una luz para poder ver.
Propagación de la luz
La luz emitida por una fuente luminosa es capaz de llegar a otros objetos e iluminarlos. Este recorrido de la luz, desde la fuente luminosa hasta los objetos, se denomina rayo luminoso.
Las características de la propagación de la luz son:
• La luz se propaga en línea recta. Por eso la luz deja de verse cuando se interpone un cuerpo entre el recorrido de la luz y la fuente luminosa.
• La luz se propaga en todas las direcciones . Esa es la razón por la cual el Sol ilumina todos los planetas del sistema solar.
• La luz se propaga a gran velocidad .
El sol: fuente de luz y energía. |
Si encendemos una bombilla (ampolleta) en una habitación, inmediatamente llega la luz a cualquier rincón de la misma. Es decir, la luz se propaga en todas direcciones. A no ser que encuentren obstáculos en su camino, los rayos de luz van a todas partes y siempre en línea recta.
Además, en el mismo momento de encender la ampolleta vemos la luz. Esto ocurre porque la luz viaja desde la ampolleta hasta nosotros muy rápido. La luz se propaga en el aire a una gran velocidad. En un segundo recorre trescientos mil (300.000) kilómetros . Sin embargo, la velocidad de la luz no es la misma en todos los medios. Si viaja a través del agua, o de un cristal, lo hace más lentamente que por el aire.
Propiedades de la luz
Algunas propiedades de la luz, como el color , la intensidad , dependen del tipo de fuente luminosa que las emita. No obstante, existen otras propiedades, como la reflexión y la refracción , que son comunes a todos los tipos de luz.
La reflexión: la luz cambia de dirección
Se propaga a gran velocidad y en todas direcciones. |
Al situarnos ante un espejo , en una habitación iluminada, vemos nuestra imagen en él; es decir, nos vemos reflejados en el espejo. ¿A qué se debe esto? Los rayos de luz que entran por la ventana nos iluminan y llegan hasta el espejo. Al chocar con él cambian de dirección y vuelven hacia nosotros. Esto nos permite ver lo que iluminaban a su paso, es decir, nos vemos a nosotros mismos.
De la misma manera que una pelota choca contra una pared, rebota y cambia de dirección, los rayos luminosos, al chocar con una superficie como la del espejo, vuelven en una dirección distinta de la que llevaban. Este fenómeno se llama reflexión.
La reflexión de la luz es un cambio de dirección que experimenta la luz cuando choca contra un cuerpo .
La reflexión de la luz hace posible que veamos los objetos que no tienen luz propia.
Los espejos son cuerpos opacos, con una superficie lisa y pulida, capaces de reflejar la luz que reciben.
Hay dos tipos de espejos:
• Espejos planos, que producen imágenes de la misma forma y tamaño que el objeto que reflejan.
• Espejos esféricos, que producen imágenes de diferente tamaño al del objeto que reflejan.
Hay dos tipos de espejos esféricos:
Espejos cóncavos , como la parte interna de una cuchara. Si nos miramos en él, veremos nuestra imagen pequeña y hacia abajo, pero al aproximarnos mucho, la imagen aparece ampliada y hacia arriba. Por ejemplo, los espejos de maquillaje son cóncavos, porque permiten ver ampliados los detalles de la cara.
Espejos convexos, como la parte externa de una cuchara. Producen imágenes más pequeñas que el objeto que reflejan, y siempre hacia arriba. Los retrovisores de los coches son espejos convexos y nos ayudan a ver más carretera.
Refracción de la luz. |
PROBLEMAS DE REFLEXIÓN
P.1 La ley de la reflexión nos dice que si es el ángulo que forma el rayo incidente con la normal (=perpendicular) al espejo, entonces el rayo reflejado forma también un ángulo con la normal. Por tanto, el ángulo que forma el rayo reflejado con el incidente es de .Si ahora, sin mover el rayo el incidente, giramos el espejo un ángulo (y por tanto, normal al espejo también gira el mismo ángulo), entonces el ángulo de incidencia será de , y el ángulo de reflexión también será . El rayo reflejado con respecto al incidente forma un ángulo de , o lo que es lo mismo, ha aumentado en con respecto al primer caso.
PROBLEMAS DE ESPEJOS
1. Un objeto está situado a 12 cm de un espejo cóncavo cuyo radio de curvatura es
6 cm. Hallar a que distancia se encuentra la imagen.
Sabemos que la focal de un espejo viene dada por:
f = 1/2 r = 3 cm
Al ser el espejo cóncavo, centro de curvatura en el lado de incidencia de la luz, r
es positivo
Para determinar la distancia s´ donde se forma la imagen utilizamos la ecuación
del espejo
s´= 4 cm teniendo una imagen real
2. Un objeto de 2 cm de alto está a 10 cm de un espejo convexo de radio de
curvatura 10 cm. Localizar la imagen y su altura.
De nuevo la focal del espejo viene dada por
f= 1/2 r = 5 cm
El signo negativo de la focal es debido que r tiene signo menos al estar el centro
de curvatura detrás del espejo
La imagen está situada en
s s f
1
´
1 1
+ = =
5
1
´
1
10
1
-
+ =
s
s´= -3,33 cm
teniendo una imagen virtual
El aumento lateral viene dado por
s
s
y
y
m
´ ´
= = - = 0,333
y por tanto la altura de la imagen es
y´= 0,666 cm
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