luz en la arquitectura – reflexión y refracción dr. willy h. gerber objetivos: comprender como...

$: Luz en la Arquitectura – Reflexión y Refracción Dr. Willy H. Gerber Objetivos: Comprender como la luz es reflejada y refractada en los distintos objetos$
Luz en la Arquitectura –Reflexión y Refracción

Dr. Willy H. Gerber

Objetivos: Comprender como la luz es reflejada y refractada en los distintos objetos.

www.gphysics.net – UACH-Luz en la Aquitectura-04-Reflexion-y-Refraccion-Versión 10.07

refractada

reflejada

refractada

Luz del sol

La vez pasada ya hablamos de refracción y reflexión de la luz

www.gphysics.net – UACH-Luz en la Aquitectura-04-Reflexion-y-Refraccion – Versión 10.07

La gota de agua refracta dos veces la luz. La refracción no es igual para luz de distinto “color”.

Veamos primero la reflexión


Veamos primero la reflexión


Sol

Nosotros

“Espejo” “Difuso”

“Espejo” “Difuso”

Dos tipos de reflexión


“espejo”

“semi difuso” (por efecto de las olas)

“espejo” “difuso”

Nivel de difuso


alta reflexión

baja reflexión

“baja (nulo)” “alta”

Nivel de reflejo


reflexión

difuso

Combinación de nivel de reflejo y difuso


G

Calculo lente convexo


Un rayo por el punto medio, que da en forma ortogonal sobre la superficie, es reflejado en forma ortogonal.

g

G



Un rayo paralelo al eje es reflejado de modo de que el ángulo incidente es igual al reflejado. La prolongación del haz reflejado pasa por el foco.

g

G



Un haz que se dirige en dirección del foco es reflejado en forma paralela al eje.

g

G

B



Si combinamos los tres diagramas obtenemos la posición y el tamaño de la imagen que se observa. En este caso es “no-invertida” y “reducida”:

= +GB

gb

= 1f

1g

1b

g b

Calculo lente cóncavo


G

B

Caso el objeto esta mas lejos que el punto medio:

Imagen real, invertida y reducida.



G

B

Caso el objeto esta entre el punto medio y el foco:

Imagen real, invertida y ampliada.



G B

Caso el objeto esta entre el foco y el espejo:

Imagen virtual, derecha y ampliada.

Ejemplo de reflejos


Que estamos viendo?

No solo en una gota…


Donde esta el edificio?Porque esta de cabeza?

1

2

Refracción


A pasar de un medio a otro el haz es desviado.

Los ángulos cumplen la relación:

sin1

sin2

c1

c2

= = n

Con:

c1 : velocidad de la luz en el medio 1c2 : velocidad de la luz en el medio 2n : índice de refracción

Otro efecto: Birrefringencia


Luz incidenteEje ópticoCalcita

Rayo ordinarioRayo extraordinario

Onda rápida

Onda lenta

Refracción


La refracción hace que veamos objetos dentro de otro medio como si estuvieran doblados.

Refracción


De no considerar estas distorsiones en nuestros cálculos tendremos algunos problemas

Refracción


Si variamos el Angulo de incidencia en la superficie de un medio de mayor velocidad de la luz a uno de menor velocidad

Existe un Angulo mínimo sobre el cual el rayo es reflejado en forma total.

sinlimitec1

c2

= = n

c1

c2

c1

c22= /2

1

2

sin1

sin2

c1

c2

= = n

limite

Refracción total


ImagenReflejada en la superficie

Zona “espejo”

Zona “transpa-

rente”

1

2

Doble Refracción


2

1

Doble Refracción


Lentes


El foco del lente


= +

Análisis del comportamiento de un Lente


G

B

bg

f f

1. Línea paralela -> se refracta por el foco2. Línea por el foco -> se refracta en forma paralela3. Línea por el centro no se desvía (aproximación de baja curvatura)

Relaciones:

GB

gb

=1f

1g

1b

Reglas para construir la imagen:

Análisis del comportamiento de un Lente


G

Bb

gf f

Caso entre foco y lente:

B

“Las” Pleiades

Un caso de otro mundo


Otros casos


Que estamos viendo?

Otros casos


Y aquí?

Otros casos


Otros mas

Otro tipo de refracción


Atmosfera fría

Atmosfera cálida

Atmosfera cálida

Atmosfera fría

Objeto (barco, edificio, cerro, cielo) flotando invertido sobre el horizonte.

En la puesta del sol se observan barcos que están ya debajo de la línea del horizonte

Dos efectos clásicos:

El cielo se refleja en el aire caliente del desierto creando la imagen de un “lago de agua” (la llamada “fata morgana”).

Otro tipo de refracción


Otros ejemplo de refracción difusa de la imagen del sol que ya esta debajo de la línea del horizonte.

Atmosfera cálida

Atmosfera fría

Puesta del sol a las 23:47 … y a las 23:49 “volvió a salir”

Puestas de sol curiosas


Atmosfera cálida

Atmosfera fría

El sol que salió dos veces

Deformación por capas

Puestas y salidas del sol curiosas


Juegos con las nubes

Polarización de la luz


Existen planos en que se propaga la luz (en realidad son campos electro magnéticos)



Las componentes pueden ser “filtradas” dejando pasar solo una.

Los filtros se denominan “filtros de polarización”.



La luz del sol no es polarizada, la que es escudereada por la atmosfera si.

polarizadano polarizada

Sin efecto

Con efecto

cielo “negro”



Luz polarizadade la atmosfera

Luz interior

Sin efecto

Con efecto

Luz externa retenidaSe ve la cortina (luz interna)

Anteojo oscuro con polarizador


Luz “horizontal” de la atmosfera y del sol.

Luz “vertical” del sol.

Cuidado: anteojos “piratas” pueden ser “oscuros” pero no necesariamente polarizados.



Polarización en el agua

Uso fotográfico


Sin filtro de polarización Con filtro de polarización

Sin reflejosCon reflejos

Otros usos


Las mariposas polarizan la luz con sus alas. Dicha luz es especialmente visible para la pareja de la mariposa.

Muchos insectos son capaces de “ver luz polarizada” y lo emplean:

Algunos predadores aprovechan la polarización de la luz para encontrar su presa.

Las abejas la emplean para orientarse

Trabajo grupal:

Tarea final


Enviar a [email protected] hasta un máximo de 10 fotos(basta una) en que se vea una situación extraordinaria de refracción y/o reflexión.

Se evalúan todas. Se toma la nota de la mejor.

Criterios:-Calidad (1/3)-Creatividad (1/3)-Efecto (1/3)

Solo un envió (no de a gotitas), debe incluir fotos, textos que explica para cada foto y lista de miembros del grupo.

Fotos “múltiples” que figuren en varios grupos no se consideraran.

mailto:[email protected]

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