Gua N 1 La LUZ PRIMERO MEDIOLa luz es un fenmeno que generalmente se define a travs de nuestra percepcin sensorial como todo aquello que vemos o que nos permite ver, no obstante, de una manera ms precisa podemos agregar que la luz visible forma parte de una pequea fraccin de las ondas electromagnticas y cuya longitud de onda est comprendida entre los 380 nm (Luz violeta) hasta los 780 nm (luz roja)Observacin: 1 nm corresponde a un nanmetro que a su vez equivale a m (nano = )Naturaleza y propagacin de la luzLa concepcin inicial que los griegos tenan de la luz, se refera a ciertos rayos compuestos por diminutas partculas energticas que salan del ojo humano e incidan sobre los objetos observados. Posteriormente, esta hiptesis se convirti, sealando que la luz provena no de los objetos sino que del ojo. Estas ideas iniciales (Tambin llamadas hiptesis de la emisin), que no tenan ningn sustento ni evidencia experimental, eran incapaces de explicar por qu ni los objetos ni el ojo pueden emitir estos rayos en la oscuridad. Fue necesario plantear otra hiptesis que caracteriz a la luz como energa que provena del sol y otros cuerpos incandescentes que al chocar con los objetos(e iluminarlos), nos permite ver. Este es el punto de partida para el estudio de la luz. MODELOS Y TEORAS SOBRE LA NATURALEZ DE LA LUZModelo corpuscularHacia el ao 1700, Isaac Newton propone un modelo corpuscular para la luz, en el que seala que existen diferentes partculas o corpsculos luminosos, de acuerdo al color de la luz. En efecto, dichas partculas son emitidas por el foco luminoso y producen en el ojo la sensacin luminosa. Este modelo permita explicar algunos fenmenos y sealaba tres principios bsicos: La trayectoria de los corpsculos luminosos es rectilnea, y por consiguiente la trayectoria de la luz tambin es rectilnea. Al interponer un obstculo en el camino de la luz, se impide el paso de los corpsculos, produciendo sombra La reflexin de la luz corresponde al choque elstico (y rebote) de los corpsculos con una superficie reflectora.Sin embargo, y aun cuando el modelo corpuscular era en gran medida aceptado, tena algunas debilidades, particularmente no poda explicar lo siguiente: Por qu no se observa prdida de masa en aquellos cuerpos que emiten luz, y por lo tanto partculas? Por qu algunos corpsculos se refractan y otros se reflejan?

Modelo ondulatorio de la luzUn contemporneo de Newton, llamado Christian Huygens, propuso un modelo diferente, postulando una naturaleza ondulatoria para la luz. Su concepcin de la luz como una onda, se basaba en los siguientes hechos: Los cuerpos emisores de luz no pierden masa La propagacin rectilnea de la luz y la reflexin pueden ser explicados ondulatoriamente, sin necesidad de recurrir a partculas materiales La reflexin tambin puede ser explicada a travs de este modeloEste modelo, al igual que el de Newton dejaba algunas interrogantes, como las siguientes: Si la luz es una onda, requiere un medio elstico para su propagacin, Cmo puede propagarse en el vaco? Si la luz es un fenmeno ondulatorio Por qu no se observan los fenmenos de difraccin e interferencia?Es importante recordar por una parte, que las ondas electromagnticas no eran conocidas hasta ese momento, as como no existan medios para hacer experimentos que mostraran la interferencia y difraccin de la luz

Modelo electromagnticoA principios del siglo XIX, Young y Fresnel observaron y estudiaron los fenmenos de difraccin e interferencia de la luz, revitalizando el modelo ondulatorio, ya que ninguno de dichos fenmenos poda explicarse a travs del modelo de Newton. Sin embargo, no podan explicar la propagacin en el vaco. En efecto, durante mucho tiempo se postul aunque sin xito, la existencia de una sustancia invisible llamada ter que llenaba por completo el espacio y a travs de la cual podan propagarse las ondas lumnicas.Durante la segunda mitad del siglo XIX, James Clerk Maxwell construye una teora donde demuestra tericamente que la luz es una onda formada por dos perturbaciones peridicas; una elctrica y otra magntica, que no requeran un medio material para propagarse. En otras palabras, se establece la naturaleza electromagntica de la luz.Modelo o naturaleza dual de la luzEn 1905, Albert Einstein a travs de su explicacin del efecto fotoelctrico, consistente en la emisin de electrones en superficies al ser iluminadas con luz de determinadas frecuencias, recurre al modelo corpuscular para demostrar cmo la luz (onda) puede transferir energa cintica (y momentum) a los electrones (partculas) y ponerlas en movimiento.En 1924. Luis de Broglie postula el comportamiento dual de la luz, sealando que las partculas luminosas (fotones) tienen asociada una onda, de tal forma que dependiendo del fenmeno estudiado o experimento realizado, la luz puede comportarse como una onda o bien como una partcula.

A partir de la aceptacin de la naturaleza dual de la luz, se establece el principio de complementariedad, que seala que si en un fenmeno o experimento la luz se comporta como onda, no hay forma de observar su naturaleza ondulatoria, y viceversa. Es decir, si hacemos un experimento para demostrar la naturaleza ondulatoria de luz, sta se comportar como onda, y si por el contrario hacemos un experimento para mostrar su naturaleza corpuscular, sta se comportar como una corriente de partculas energticas o fotones.

LA LUZ Y EL ESPECTRO ELECTROMAGNTICODe acuerdo a lo sealado en los prrafos anteriores, la luz es el producto de una oscilacin electromagntica, que puede propagarse en el vaco y cuya longitud de onda es muy pequea, unos 6.500 para la luz roja y unos 4.500 para la luz azul. (1 = un Angstrom, corresponde a una dcima de milimicra, esto es, una diez millonsima de milmetro ( m). Por otra parte, la luz es una pequesima parte del espectro electromagntico, tal como se muestra en la figura:

Ms all del rojo est la radiacin infrarroja; con longitudes de ondas an ms largas las microondas de radio, y luego toda la gama de las ondas de radio, desde las ondas de centmetros de longitud, metros y decmetros, hasta las ondas largas de radiocomunicacin, con longitudes de cientos de metros y ms. Por ejemplo, el dial de amplitud modulada (AM), la llamada onda media, va desde 550 y 1.600 kilohertz, que corresponde a una longitud de onda de 545 a 188 metros, respectivamente. PROPAGACIN Y RAPIDEZ DE LA LUZLa luz emitida por las fuentes luminosas es capaz de viajar a travs del vaco o de la materia, aunque no todos los medios permiten que la luz se propague a travs de ellos. De acuerdo con esto, las diferentes sustancias materiales se clasifican en opacas, transparentes y traslucidas. Aunque la luz es incapaz de traspasar las opacas, puede atravesar las otras. Las sustancias transparentes tienen, adems, la propiedad de que la luz sigue en su interior una sola direccin. Este es el caso del agua, el vidrio o el aire. En cambio, en las traslucidas la luz se dispersa, de tal forma que las imgenes a travs de ellas no resultan ntidas. El papel vegetal o el cristal esmerilado constituyen algunos ejemplos de objetos traslcidos. En un medio homogneo, la luz se propaga en lnea recta. Esta caracterstica, conocida desde la antigedad, constituye una ley fundamental de la ptica geomtrica. La rapidez con que la luz se propaga a travs de un medio homogneo y transparente tiene un valor constante que est determinado por la naturaleza de cada medio. En la antigedad se pensaba que la rapidez de la luz era infinita, lo que explicaba su propagacin instantnea. En la actualidad se acepta la rapidez de la luz en el vaco el valor c = 300 000 (). En cualquier medio material transparente la luz se propaga con una velocidad que es siempre inferior a c, por ejemplo, en el agua lo hace a 225 000 y en el vidrio 195 000 FENMENOS LUMINOSOSConforme a su naturaleza ondulatoria, la luz puede experimentar reflexin, es decir puede cambiar de direccin al incidir sobre una superficie u obstculo. Este fenmeno es de dos tipos: Reflexin especular y reflexin difusa.Reflexin EspecularReflexin Difusa

Cuando la luz incide sobre una superficie lisa y regular se refleja totalmente, en un ngulo de igual medida que el ngulo de incidencia. Este fenmeno es el que nos permite observar nuestra imagen en superficies metlicas o espejos.

Leyes: El rayo incidente, el rayo reflejado y la lnea normal, pertenecen a un mismo plano El ngulo de incidencia es de igual medida que el ngulo de reflexinSi la superficie es irregular, refleja slo parte de la luz que le llega y adems lo hace en todas direcciones. Este fenmeno, nos permite ver los objetos que nos rodean

Responde las siguientes preguntas relacionadas con los contenidos que hemos revisado:1. En la pantalla de un cine, Se produce reflexin especular o difusa? Explica2. Cmo se veran las imgenes del cine con cada tipo de reflexin?3. En qu condicin un vidrio comn nos sirve como espejo?4. Para qu nos sirve cada tipo de reflexin en nuestra vida diaria?5. Nombra tres usos diferentes de los espejos