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NATURA 2Ciencias de la naturaleza

Segundo Curso

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Índice

La reproducción de las plantas03

La nutrición de los animales02

La nutrición de las plantas01 La energía: obtención y consumo07

Calor y temperatura08

El sonido09

La reproducción de los animales04

Relación, coordinación y adaptación en animales y plantas05

La energía: cambios que produce06

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El medio ambiente natural. Los ecosistemas11

La luz

La energía interna de la Tierra12

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La luz10

4. Reflexión de la luz

1. Naturaleza de la luz

2. La luz y los colores

3. Luz, sombra y penumbra

5. Refracción de la luz

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Introducción

• La luz transporta energía y se propaga en el vacío, al contrario del sonido, a enorme velocidad.

• En nuestra actividad ordinaria utilizamos numerosos instrumentos ópticos basados en la producción y transmisión de la luz, como lámparas, focos, espejos y lentes.

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1. Naturaleza de la luz

1.1. ¿Qué es la luz?

1.2. Fuentes de luz

1.3. La luz es energía que se propaga

1.4. La luz también es una onda

1.5. Visión de los objetos

1.6. Velocidad de la luz

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1.1. ¿Qué es la luz?

• Desde la antigüedad el ser humano se ha preguntado qué es la luz y cómo funciona la visión.

• En un principio se supuso que los ojos emitían una especie de tentáculos que podían explorar los objetos que vemos.

• Más tarde se postuló que los objetos emitían partículas que llegaban a nuestros ojos.

• Hoy se conoce bien de dónde procede la luz, cuál es su naturaleza y el mecanismo de visión de los objetos y de los colores.

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1.2. Fuentes de luz

• El Sol es una fuente de luz natural; por ser una estrella, se encuentra en estado de incandescencia, como una enorme bola de fuego, y emite calor y luz.

• Existen también fuentes de luz artificiales.

• Distinguimos los objetos luminosos, dotados de luz propia, de los objetos iluminados, que carecen de ella y sólo reflejan toda o parte de la luz que reciben.

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1.3. La luz es energía que se propaga

• Las fuentes de luz emiten energía radiante, es decir, energía que se propaga a distancia a través del vacío y de los medios transparentes.

• La luz es energía que se propaga en forma de radiación moviéndose en línea recta y en todas direcciones.

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1.4. La luz también es una onda

• La luz también es una onda: la onda luminosa se propaga en todas direcciones y transmite energía sin transporte de materia.

• La luz pertenece a un grupo especial de ondas, ondas electromagnéticas, del cual constituyen la parte que nuestros ojos pueden ver.

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1.5. Visión de los objetos

• Los objetos iluminados pueden considerarse fuentes secundarias de luz, ya que la que emiten no es propia de ellos, sino que reflejan la que les llega de las fuentes primarias, como la luz del Sol.

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1.6. Velocidad de la luz

• La luz se propaga en el vacío a 300 000 km/s. En los medios transparentes por los que se puede propagar tiene una velocidad inferior porque las partículas materiales estorban su transmisión.

• En el aire, por su poca densidad, supondremos que la luz se propaga a la misma velocidad que en el vacío.

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2. La luz y los colores

2.1. Composición de la luz blanca

2.2. Los colores de los objetos

2.3. Los colores tienen energía

2.4. Los colores básicos

2.5. Características de los colores

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2.1. Composición de la luz blanca

• La luz blanca del Sol está compuesta por los siete colores que conocemos, los colores del arco iris: rojo, naranja, amarillo, verde, azul añil y violeta.

• El arco iris se produce cuando la luz del Sol atraviesa partículas de agua que se encuentran en el aire.

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2.2. Los colores de los objetos

• Cada objeto tiene el color de la luz que refleja. La luz blanca incide sobre los objetos y éstos absorben una parte de ella y otra parte la reflejan.

• Algunos objetos son negros porque absorben todos los colores y no reflejan ninguno; otros son blancos porque no absorben ningún color y los reflejan todos.

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2.3. Los colores tienen energía

• La luz es transmisión de energía; los colores forman parte de la luz, por lo que también llevan asociada energía.

• Los objetos negros, puesto que absorben todos los colores y no reflejan ninguno, son los que más energía almacenan.

• Los objetos blancos reflejan todos los colores, por lo que son los que menos energía contienen.

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2.4. Los colores básicos

• Distinguimos entre colores luz básicos y colores pigmento básicos.

• Los colores luz básicos son rojo, verde y azul. Se llaman colores básicos porque a partir de ellos podemos obtener todos los demás.

• Los colores pigmento básicos son el magenta, el cian y el amarillo.

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2.5. Características de los colores

• El tono es el nombre genérico del color con el que lo reconocemos: rojo, azul, verde…

• La luminosidad es la cantidad de blanco o negro con que está mezclado un determinado tono.

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3. Luz, sombra y penumbra

3.1. Propagación rectilínea de la luz

3.2. Producción de sombras

• La formación de sombras (ilustración)

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3.1. Propagación rectilínea de la luz

• La luz se propaga en línea recta en todas las direcciones del espacio.

• Tenemos pruebas de ello en la producción de sombras y en la existencia de eclipses. También, en los fenómenos de reflexión y refracción.

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3.2. Producción de sombras

• Se puede comprobar experimentalmente la formación de sombras y penumbra. Distinguiremos dos casos según sea el foco luminoso:

• Foco de luz puntual.

• Foco de luz extenso.

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La formación de sombras10

Formación de la sombra de un objeto con un foco puntual. Formación de sombra y penumbra con un foco extenso.

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4. Reflexión de la luz

4.1. Desviación de los rayos luminosos

4.2. Reflexión de la luz

4.3. Elementos geométricos de la reflexión

4.4. Leyes de la reflexión

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4.1. Desviación de los rayos luminosos

• La reflexión y la refracción de la luz son dos efectos que también se explican a partir de la propagación rectilínea de la luz.

• Se trata de la desviación que sufren los rayos de luz cuando ésta rebota en un medio opaco o pasa a otro medio diferente.

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4.2. Reflexión de la luz

• La reflexión de la luz es la desviación que sufren sus rayos cuando encuentran una superficie opaca y vuelven reflejados al medio de procedencia.

• La reflexión hace que aparezca una imagen simétrica del objeto que se encuentre delante.

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4.3. Elementos geométricos de la reflexión

• Rayo incidente. Es uno de los rayos provenientes del objeto y que llega a la superficie donde se va a producir la reflexión.

• Rayo reflejado. Es el rayo incidente después de haberse reflejado.

• Normal. Es una línea imaginaria perpendicular a la superficie de reflexión que pasa por el punto donde coinciden los rayos incidente y reflejado.

• Ángulo de incidencia, i. Está formado por el rayo incidente y la normal.

• Ángulo de reflexión, r. Está formado por el rayo reflejado y la normal.

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4.4. Leyes de la reflexión

• Las leyes de la reflexión indican la forma en que se desvían los rayos al reflejarse.

• 1ª ley de la reflexión. El rayo incidente, el reflejado y la normal están en el mismo plano.

• 2ª ley de la reflexión. El ángulo de incidencia, i, es igual al ángulo de reflexión, r.

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5. Refracción de la luz

5.1. Refracción

5.2. Leyes de la refracción

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5.1. Refracción

• La refracción de la luz es la desviación que sufren sus rayos cuando, en su propagación por un medio transparente, pasan a otro medio diferente, también transparente.

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5.2. Leyes de la refracción

• Llamamos ángulo de incidencia, i, al que forma el rayo incidente con la normal, y ángulo de refracción, r, al que forma con ella el rayo refractado.

• 1ª ley de la refracción. El rayo incidente, el refractado y la normal están en el mismo plano.

• 2ª ley de la refracción. Los ángulos de incidencia y de refracción no son iguales.

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