luz unidad 1

8/10/2019 Luz Unidad 1

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Ing. Angelica Rivera



La óptica: es la rama de la física que estudiael comportamiento de la luz, sus

características y sus manifestaciones.

Velocidad finita: La primera medición conéxito fue hecha por el astrónomo danés Ole

Roemer en 1676.



Se llama luz (del latín lux, lucis) a la partede la radiación electromagnética que puedeser percibida por el ojo humano.

En Física: el término luz se usa en un sentidomás amplio e incluye todo el campo de laradiación conocido como espectro

electromagnético, mientras que la expresiónluz visible señala específicamente laradiación en el espectro visible.



Actualmente el valor exacto aceptado para lavelocidad de la luz en el vacío es de299 792,458 km/s.

La línea amarilla muestra el tiempo que tarda la luz en recorrer el espacio entre laTierra y la Luna, alrededor de 1,26 segundos.

La velocidad de la luz al propagarse a través dela materia es menor que a través del vacío ydepende de las propiedades dieléctricas delmedio y de la energía de la luz.



Es el cambio brusco dedirección que sufre la luz alcambiar de medio. Estefenómeno se debe al hechode que la luz se propaga a

diferentes velocidadessegún el medio por el queviaja.

La ley de Snell relaciona el

cambio de ángulo con elcambio de velocidad pormedio de los índices derefracción de los medios.



Como la refracción dependede la energía de la luz,cuando se hace pasar luzblanca o policromática a

través de un medio con carasno paralelas, como unprisma, se produce laseparación de la luz en sus

diferentes componentes(colores) según su energía,en un fenómeno denominadodispersión refractiva.



Una de las propiedades dela luz más evidentes asimple vista es que se

propaga en línea recta.

De la propagación de la luzy su encuentro con objetos

surgen las sombras.



La luz no siempre se propaga en línea recta.Cuando la luz atraviesa un obstáculo puntiagudo ouna abertura estrecha, el rayo se curvaligeramente.

La difracción, es el responsable de que al mirar através de un agujero muy pequeño todo se veadistorsionado o de que los telescopios ymicroscopios tengan un número de aumentosmáximo.



El experimento de Young queconsiste en hacer incidir luzmonocromática (de un solocolor) en una pantalla que

tiene rendija muy estrecha.La luz difractada que sale dedicha rendija se vuelve ahacer incidir en otra pantallacon una doble rendija. La luz

procedente de las dosrendijas se combina en unatercera pantalla produciendobandas alternativas claras yoscuras.



El fenómeno de las interferencias se puede vertambién de forma natural en las manchas deaceite sobre los charcos de agua o en la caracon información de los discos compactos ambos

tienen una superficie que, cuando se iluminacon luz blanca, la difracta, produciéndose unacancelación por interferencias, en función delángulo de incidencia de la luz, de cada uno de

los colores que contiene, permitiendo verlosseparados, como en un arco iris.



Reflexión: Al incidir la luz enun cuerpo, la materia de laque está constituido retiene

unos instantes su energía y acontinuación la reemite entodas las direcciones. Estefenómeno es denominadoreflexión. Ejemplos simplesde este efecto son losespejos, los metales pulidoso el agua de un río (quetiene el fondo oscuro).



El fenómeno de la polarización se observa enunos cristales determinados queindividualmente son transparentes. Sin

embargo, si se colocan dos en serie,paralelos entre sí y con uno girado undeterminado ángulo con respecto al otro, laluz no puede atravesarlos. Si se va rotandouno de los cristales, la luz empieza aatravesarlos alcanzándose la máximaintensidad cuando se ha rotado el cristal 90°sexagesimales respecto al ángulo de totaloscuridad.



Muchas gafas de sol y filtros para cámarasincluyen cristales polarizadores para eliminarreflejos



En física, una onda consiste en la propagación deuna perturbación de alguna propiedad de unmedio, por ejemplo, densidad, presión, campoeléctrico o campo magnético, a través de dicho

medio, implicando un transporte de energía sintransporte de materia. El medio perturbadopuede ser de naturaleza diversa como aire,agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterialcomo el vacío.



Desarrollada por Christiaan Huygens, considera quela luz es una onda electromagnética, consistenteen un campo eléctrico que varía en el tiempogenerando a su vez un campo magnético y

viceversa, ya que los campos eléctricos variablesgeneran campos magnéticos (ley de Ampère) y loscampos magnéticos variables generan camposeléctricos (ley de Faraday).



Para poder describir una ondaelectromagnética podemos utilizar losparámetros habituales de cualquier onda:

Amplitud (A) Periodo (T)

Frecuencia (ν)

Longitud de onda (λ)Velocidad de propagación (V)

Nota:la velocidad de propagación de la luz en el vacío, serepresenta con la letra c.



Está constituido por todos los posibles niveles deenergía que la luz puede tener.



La longitud de onda representa la distanciareal recorrida por una onda que no siemprecoincide con la distancia del medio o de laspartículas en que se propaga la onda.

La distancia existente entre dos crestas ovalles consecutivos



La letra griega "λ" (lambda) se utiliza pararepresentar la longitud de onda enecuaciones.

La longitud de onda es inversamenteproporcional a la frecuencia de la onda.

λ = c / f

Donde "λ" es la longitud de onda, "c" es lavelocidad de propagación de la onda, y "f" es lafrecuencia



1. Indicar si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Las ondas transportan energía y materia. b) Todas las ondas que existen son armónicas. c) El sonido es una onda mecánica. d) La luz es una onda mecánica.

e) La vibración de una cuerda transmite una ondaunidimensional. f) Al aumentar el periodo de una onda aumenta su frecuencia. g) Al aumentar la longitud de onda disminuye el número de onda. h) La longitud de onda no tiene ninguna relación matemática con

el periodo.

i) En una onda, la elongación no puede ser mayor que laamplitud. j) Las partículas vibrantes de una onda están aceleradas.

Verdaderas: c, e, g, i, j. Falsas: a,b, d, f, h.



2.Calcular la frecuencia de una onda cuyo periodo es de23 s.

3. Calcular el periodo de una onda cuya frecuencia esde 4,2 Hz.

4. Calcular la longitud de onda, sabiendo que sufrecuencia es de 4,2 Hz y su velocidad de propagaciónde 958,9 m/s.5. Calcular la velocidad de propagación de una onda,

sabiendo que su frecuencia es de 4,2 Hz y la longitudde onda es de 38,1 m.

6. Calcular el número de onda, sabiendo que la longitudde onda es de 38,1 m.



7.Calcular la longitud de onda, sabiendo que su periodo es de 39,0 sy su velocidad de propagación de 958,9 m/s.8. Calcular la velocidad de propagación de una onda, sabiendo quesu periodo es de 39,0 s y la longitud de onda es de 38,1 m.

9. Calcular el periodo de una onda, sabiendo que su velocidad depropagación es de 958,9 m/s y la longitud de onda es de 38,1 m.

10. Calcular la frecuencia de una onda, sabiendo que su velocidadde propagación es de 538,0 m/s y la longitud de onda es de 51,5 m.

11. Calcular el número de onda, sabiendo que su frecuencia es de83,3 Hz y su velocidad de propagación es de 197,5 m/s.

12. Calcular el número de onda, sabiendo que su periodo es de 13,0s y su velocidad de propagación es de 197,5 m/s.



13. Clasificar los siguientes fenómenos ondulatoriosdentro de la categoría que le corresponde:

(A) Meter un lápiz en

un vaso de agua

(F) Oír dos cadenas

de radio a la vez Reflexión yDifusión

Refracción

Interferencias

(B) Mirarse en elespejo

(G) Ver el brillo deun metal

(C) Hablar variaspersonas a la vez

(H) Descomposiciónde la luz al pasar por

un prisma(D) Observar el colorde un objeto

(I) Ver una monedaen el fondo de unapiscina

(E) Inhibidor de

frecuencia



14. Indicar si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) La reflexión y la refracción son el mismo fenómeno. b) El ángulo de incidencia y de reflexión son el mismo fenómeno. c) Las ondas pueden interferirse entre sí. d) La refracción se produce cuando una onda pasa a otro más

opaco. e) La luz experimenta el fenómeno de interferencia. f) La difracción se observa siempre que una onda tropieza con un

obstáculo. g) Pueden existir interferencias constructivas. h) El ángulo de incidencia y de refracción tienen siempre el mismo

valor. i) Cuando la luz choca contra una superficie rugosa experimenta

difusión. j) Se puede producir simultáneamente la reflexión y la refracción.



15. Indicar si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) El sonido se propaga tanto en medios materiales como en el vacío. b) La rapidez de propagación del sonido no depende del medio de

propagación. c) Cuanto mayor sea la amplitud de la onda, el sonido se oirá más

fuerte. d) Los sonidos graves tienen menor longitud de onda que los agudos. e) El timbre permite distinguir dos sonidos con la misma frecuencia. f) El ángulo reflejado es el doble que el incidente. g) Para oír eco, el sonido reflejado y el incidente deben estar

separados 0,1s.

h) La reverberación es una cualidad del sonido relacionada con larefracción. i) Cuando un medio no es homogéneo se puede producir refracción. j) El tono de una onda varía con el movimiento de un objeto.



16. Si una persona está situada a más de 17 m de un acantilado gritafuertemente ¿recibirá el eco de su voz?

17. Cuánto tiempo tardará en oírse el eco de un ruido si el focoemisor está a 645 m. Velocidad del sonido 340 m/s.

18. Los límites inferior y superior del sonido audible por el serhumano son 20-20.000Hz. Calcula la longitud de onda en el aire.Vsaire = 340 m/s

19. Calcular la velocidad de propagación de una onda, sonora si sufrecuencia es de 96,6 Hz y su longitud de onda es de 54,0 m.

20. El sonar de un barco registra el eco de la onda emitida hacia elfondo 5 s después. Calcular la profundidad del mar en ese punto.Vsagua = 1480 m/s.

21. Calcula la velocidad de la luz en un medio de índice de refracción

2, 21. Dato: Velocidad de la luz en el vacío = 300000000 m/s.



1. Verdaderas: c, e, g, i, j. Falsas: a,b, d, f, h.

2. 0.043 Hz.

3. 0,028 s.

4. 228,30 m.

5. 160,02 m/s.

6. 0,026 m-1.

7. 37397,10 m. 8. 0,97 m/s.

9. 0.039 s.

10. 10,446 Hz.

11. 0,424 m-1.

12. 0,00038948 m-1.

13.REFLEXIÓN: B, E, G. REFRACCIÓN: A, H, I. INTERFERENCIAS: C, D, F.

14.Verdaderas: b, c, e, g, i, j. Falsas: a, d, f, h. 15.Verdaderas: c, e, g, i, j. Falsas: a, b, d, f, h.

16. Si, oirá El eco.

17. 1,89 s.

18. 17 m y 0,017 m respectivamente.

19. 5.162,40 m/s.

20. 7.446 m.

21. 135.746.606 m/s.

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