la luz
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LA LUZ
Se denomina luz a aquella parte de la radiación
electromagnética que el ojo humano puede percibir y
en términos de física, el término luz se emplea para
incluir a todo el campo de radiación conocido como
espectro electromagnético; en otras palabras, la luz es
una forma de energía que nos permite ver los objetos
y apreciar sus características (forma, tamaño, color,
etc.)
FUENTES LUMINOSAS
A los cuerpos que emiten luz se les denomina fuentes luminosas,
y a partir de ellos, la luz se propaga hasta los cuerpos no
luminosos.
Estas fuentes pueden ser naturales (sol, estrellas, fuego de los
volcanes…) o artificiales (bombillas, fuego provocado…) que
necesitan de la intervención humana.
Las ondas que producen luz…
Newton y la naturaleza de la luz: pequeñas partículas que salían
de los focos luminosos y se reflejaban en la superficie de los objetos
para llegar a nuestros ojos dando lugar a la visión.
Esas “partículas” son los fotones. Paro no son ni como los átomos
ni como las moléculas pues carecen propiamente de masa.
La luz se propaga como una onda electromagnética y se puede
propagar en el vacío, lo que no hace el sonido.
El ser humano sólo puede ver algunas de estas ondas, las que
forman el espectro luminoso visible.
LOS FOCOS LUMINOSOS Hay varias formas de producir luz y la mayoría tienen en común
la existencia de materia a elevada temperatura. Por ejemplo, la
temperatura de una llama de gas alcanza los 1900 °C, el filamento
de una lámpara, los 2450 °C y la capa exterior del Sol, la fotosfera,
supera los 6000 °C.
Los electrones de los cuerpos que están a temperaturas tan elevadas
emiten fotones que se propagan como una onda en todas las
direcciones.
LOS CUERPOS NO LUMINOSOS
Cuando la luz viaja de los cuerpos luminosos a los no luminosos
estos adquieren diferentes comportamientos:
Los cuerpos transparentes (vidrio, aire
limpio…) permiten el paso de los rayos de
luz y se puede ver a través de ellos con
nitidez.
Los cuerpos translúcidos (ciertos
vidrios, plásticos…) dejan pasar
sólo algunos rayos y los objetos se
ven borrosos.
Los cuerpos opacos (madera, rocas…) no
dejan pasar los rayos de luz y no se puede
ver a través de ellos. Detrás de los cuerpos
opacos se crea una zona oscura llamada
sombra.
PROPAGACIÓN DE LA LUZ
Se llama propagación al conjunto de
fenómenos físicos que conducen a las
ondas del transmisor al receptor.
La luz se propaga en forma de ondas
e ilumina los cuerpos que encuentra
su paso. La propagación de la luz
tiene las siguientes características:
o La luz se propaga en todas las
direcciones y en línea recta, por esta razón se forman las
sombras.
o La velocidad de propagación de la luz depende de la densidad
del medio que atraviese, por ejemplo la luz se propaga más
rápido en el aire que en el agua. La luz se propaga en el vacío
(ausencia de materia) a una velocidad de 300.000 Km/s,
valor que se toma como referencia.
o La velocidad de la luz al propagarse a través de la materia es
menor que a través del vacío y depende de las propiedades 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: .
Cuando la luz emitida desde una fuente luminosa choca con un
cuerpo, los rayos pueden ser reflejados, absorbidos o refractados,
aunque, en realidad ocurren estos tres fenómenos a la vez en
mayor o menor medida.
LA REFLEXIÓN DE LA LUZ Cuando la luz choca con un cuerpo una parte de los rayos rebota
o se refleja, dependiendo de la textura o color del cuerpo se reflejará
más o menos.
Textura: las superficies lisas (baldosa, cristal…)
reflejan los rayos en una sola dirección. Si la
superficie está totalmente pulida (espejo) la mayoría
de los rayos se reflejan y podemos ver la imagen
reflejada.
Color: Los cuerpos claros (nieve…) reflejan la mayor
parte de la luz que reciben, sin embargo los cuerpos
oscuros (carbón…) reflejan menos cantidad de luz.
EL ESPECTRO DE LA LUZ
Los focos luminosos emiten generalmente ondas de diferentes
frecuencias. Al
conjunto de todas ellas
se le llama espectro
luminoso.
La luz que procede del
Sol y que llamamos
"blanca" posee un
espectro muy amplio del
que solo podemos
percibir, tras haberla
descompuesto con un
prisma, las frecuencias
comprendidas entre el
rojo y el violeta.
El arco iris: ejemplo
natural de
descomposición de la
luz blanca.
En el arco iris la luz solar se descompone al atravesar las
pequeñas gotas de agua mostrando el espectro de la luz
blanca.
Einstein demostró en 1905 que cada frecuencia de luz se
corresponde con un fotón de diferente energía, siendo ésta
proporcional a la frecuencia.
La luz invisible de menor frecuencia que el rojo se llama
infrarroja, mientras que la de frecuencia superior al violeta se
denomina ultravioleta.
La elevada energía de los fotones ultravioletas produce daños
en la piel y en los ojos, razón por la que es necesario protegerse
al tomar el sol.
La luz blanca es una mezcla de fotones de diferentes
frecuencias que puede descomponerse con un prisma.
LA ABSORCIÓN DE LA LUZ Cuando la luz choca con un cuerpo, parte de los rayos son
absorbidos por él, esta energía lumínica es transformada en energía
térmica y la temperatura del cuerpo aumenta.
Los cuerpos transparentes absorben una cantidad muy pequeña de
luz, los opacos en cambio absorben la mayor parte y especialmente
si son oscuros. En definitiva, los cuerpos oscuros se calientan más
que los claros (casas, ropa de invierno…).
LA REFRACCIÓN DE LA LUZ Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro (del aire al
agua) cambia la velocidad y dirección a la que se propaga. A este
fenómeno se le llama refracción.
Las lentes son cuerpos transparentes que refractan los rayos de la
luz, con lentes se construyen lupas, gafas, prismáticos o
telescopios.
Según la forma de la lente podemos diferenciar dos tipos:
Lentes convergentes: más anchas en el centro,
concentran la luz y los objetos se ven de mayor tamaño
del real.
Lentes divergentes: más anchas en los bordes, dispersan
la luz y los objetos se ven de menor tamaño del real.
LEY DE SNELL
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al
pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide
oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y
si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se
origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda, cuando
pasa de un medio a otro.
LOS ESPEJOS Los espejos están construidos con vidrio plano recubierto con
aluminio por una de sus caras.
El aluminio refleja la mayor parte
de la luz que recibe y produce una
reflexión especular.
Al situarnos frente a un espejo, la
luz nos llega reflejada desde él
creando la ilusión de que estamos
dentro del espejo.
Si el espejo no está perfectamente
plano, la imagen aparecerá
deformada.
Todos nuestros sentidos tienen células nerviosas especializadas que
se excitan al recibir energía luminosa, química, mecánica o
térmica. Nuestro sistema nervioso transforma esa energía en
información útil.
El ojo y el oído son dos ejemplos típicos de órganos especializados en
captar distintos tipos de energía.
La luz procedente de un foco, como el Sol o una lámpara eléctrica,
se refleja en la superficie de los objetos dispersándose en todas
direcciones.
Al mirar algo, la luz procedente de ese objeto entra por la pupila y
se enfoca sobre la retina gracias al cristalino que actúa como una
lente. En la retina existen células nerviosas especializadas que
procesan y envían impulsos nerviosos al cerebro.