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Resumen de la clase anterior
SONIDOProducido por
Cuerpo material
que vibra
Puede ser
Ultrasonido
Sonido audible
Infrasonido
Refracción
Reflexión
Difracción
Transmisión
Interferencia
Absorción
Resonancia
Efecto Doppler
Posee 3 características
Intensidad
o volumen TimbreTono
o altura
Onda mecánica y
longitudinal
Experimenta
Aprendizajes esperados
• Reconocer la naturaleza onda - partícula de la luz.
• Reconocer los fenómenos ondulatorios en la luz.
• Aplicar los conceptos vistos a la resolución de problemas.
1.1 Definición
1. Luz y sus características
1) Respecto de la naturaleza del cuerpo que emite la luz, tendremos:
1. Luz y sus características
1.2 Clasificación de las fuentes de luz
2. Fuentes artificiales
Aquellas fuentes que emiten luz
mediante la intervención del
hombre.
1. Fuentes naturales
Aquellas fuentes que emiten luz
sin la intervención del hombre.
2) Respecto de la forma de emisión, tendremos:
1. Luz y sus características
1. Fuentes primarias
Aquellas fuentes que emiten luz
propia.
2. Fuentes secundarias
Aquellas fuentes que solo reflejan
la luz emitida por algún otro
cuerpo.
1.2 Clasificación de las fuentes de luz
1. Transparentes
2. Translúcidos
3. Opacos
1. Luz y sus características
1.3 Clasificación de los materiales
C
1. Luz y sus características
Albert Einstein
A B
A)Teoría ondulatoria B)Teoría corpuscular
C)Teoría dual
Christian
Huygens Isaac Newton
1.4 Naturaleza de la luz
La luz es una onda electromagnética y transversal.
En medios transparentes y homogéneos la luz
viaja en línea recta.
La luz viaja con menor rapidez mientras el medio
sea más denso.
1. Luz y sus características
Medio Rapidez en
Vacio 300.000
Aire 300.000
Agua 226.000
Diamante 124.000
kms
1.5 Luz como una onda
1. Luz y sus características
1.6 Espectro electromagnético
Mientras mayor es la
frecuencia, menor es la
longitud de onda
Cuando la luz se refleja lo hace siguiendo la “ley de la reflexión”, es
decir, la medida del ángulo de incidencia es igual a la medida del
ángulo de reflexión.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
N
i r
2.1 Reflexión
1. Especular
2. Difusa
2. Fenómenos ondulatorios y luz
N
Tipos de reflexión:
2.1 Reflexión
Recuerda que la refracción es el cambio en la dirección de propagación que
experimenta una onda, cuando se transmite desde un medio a otro diferente con
un ángulo de incidencia distinto de 0º.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
N
Si el rayo de luz incide con un ángulo
distinto de 90º sobre la interfaz, se
produce refracción.
Si el rayo de luz incide perpendicular
(90º) sobre la interfaz, no se produce
refracción.
2.2 Refracción
Aire
(medio 2)
Vidrio
(medio 1)
Aire (medio 1)
Agua (medio 2)
¿Cómo se comporta un rayo de luz al transmitirse desde un medio a otro diferente?
2. Fenómenos ondulatorios y luz
2.2 Refracción
En general, el ángulo entre el rayo y la normal será mayor en aquel
medio en que la velocidad de la onda sea también mayor.
Si se transmite a un medio en donde su
velocidad de propagación disminuye,
el rayo se acerca a la normal.
αi
N
αr
Rayo que se transmite desde el aire al agua
Si se transmite a un medio en donde su
velocidad de propagación aumenta,
el rayo se aleja de la normal.
αi
N
αr
Rayo que se transmite desde el vidrio al aire
El índice de refracción “n”, o refringencia de un medio, es un número
que indica la resistencia que presenta el medio a ser recorrido por la
luz.
Corresponde al cociente entre la rapidez de la luz en el vacío “c” y la
rapidez de la luz en el medio en que se propaga.
Es un número “adimensional”, es decir, no tiene unidades.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
medio
cn
v c : rapidez de la luz en el vacío (300.000 )
vmedio : rapidez de la luz en el medio.
kms
Índice de refracción
2.2 Refracción
La refracción es causante de varias ilusiones ópticas. Una muy común esel quiebre aparente de un lápiz parcialmente sumergido en el agua: estose debe a que la luz, al viajar por distintos medios, viaja en direccionesdistintas, haciéndonos ver el lápiz como si estuviera “doblado”.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
N
Efectos de la refracción
2.2 Refracción
Refracción de la luz en la atmósfera: espejismosDurante el día el aire a diferentes alturas en la atmósfera se encuentra a distintastemperaturas, por lo que su densidad varía de una capa de aire a otra. Estohace que, al ir atravesando distintas capas, la luz se vaya refractando,“curvándose” y produciendo “imágenes invertidas” como “reflejos” de los objetoslejanos. Son los llamados “espejismos”.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
N
Efectos de la refracción
2.2 Refracción
Reflexión interna total de la luz
2. Fenómenos ondulatorios y luz
N
• Este fenómeno ocurre solo si la luz viaja desde un medio más denso a unomenos denso, es decir (para el ejemplo), si n2 > n1.
• Si el ángulo de incidencia alcanza un valor límite llamado ángulo crítico (β),se produce una refracción rasante, en donde el ángulo de refracción es 90º.
• Si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo crítico (i > β), el rayo nose refracta, sino que se refleja; la superficie de separación entre ambos mediosactúa como un espejo en donde la luz rebota.
2.2 Refracción
2. Fenómenos ondulatorios y luz
N
Reflexión interna total de la luz
2.2 Refracción
La luz blanca está compuesta por una superposición de luces de
distintos colores. Cada una de estas luces corresponde a una onda con
una frecuencia determinada.
Al pasar a través de un prisma, cada onda de frecuencia diferente se
refractará en un ángulo distinto, separándose entre si.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
Ondas de menor
frecuencia.
Ondas de mayor
frecuencia.
2.3 Descomposición de la luz blanca
Un ejemplo: El arco iris
2. Fenómenos ondulatorios y luz
2.3 Descomposición de la luz blanca
Al ser iluminados, los cuerpos absorben algunas ondas y reflejan otras.
Esto produce que percibamos los colores.
Si el cuerpo es capaz de reflejar todas las ondas lo veremos blanco, si
las absorbe todas lo veremos negro.
La absorción de ondas de luz produce un aumento de temperatura en
los cuerpos.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
2.4 Absorción de la luz
La luz, como toda onda, tiene la capacidad de rodear un obstáculo que se
encuentre en su trayectoria, es decir, presenta “difracción”.
En la figura, la luz es capaz de “rodear” los bordes de los objetos creando zonasde “umbra” y “penumbra”.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
Zona de umbra (sombra)
Zona de penumbra
( casi - sombra)
2.5 Difracción de la luz
¿Luz + luz = sombra?
Si ilumináramos un punto sobre una pantalla, con dos fuentes de luz al mismo
tiempo…¿sería posible crear zonas de oscuridad?
Observa el experimento realizado por Thomas Young, en 1801. Con esta experiencia
se pudo demostrar que la luz era una onda, y que se podía interferir constructiva y
destructivamente.
2. Fenómenos ondulatorios y luz
Experimento de la doble rendija
Zonas de luz (interf. constructiva) y oscuridad (interf. destructiva) que
se pueden ver en la pantalla.
2.6 Interferencia de la luz
3. Luz láser
La luz blanca es incoherente; está
formada por ondas de distinta frecuencia
que están fuera de fase (atrasadas o
adelantadas unas respecto de las otras).
La luz monocromática (un solo color)
está formada por ondas de una misma
frecuencia, pero que también están fuera
de fase (luz emitida por un led).
Si la luz está formada por ondas de la
misma frecuencia, que viajan todas en
fase, se dice que es coherente. Este tipo
de luz es llamada luz LÁSER.
Láser: sigla inglesa de light amplification by stimulated emission of
radiation (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación).
Pregunta oficial PSU
EComprensión
Un haz de luz monocromática se mueve en el aire con una rapidez v1. Este haz, al
incidir sobre una de las caras de un bloque de vidrio, forma con la normal un
ángulo de incidencia de 30º. Al reflejarse en el vidrio, el haz forma con la normal un
ángulo
A) mayor que 30º y su rapidez es v1.
B) menor que 30º y su rapidez es v1.
C) igual a 30º y su rapidez es menor que v1.
D) igual a 30º y su rapidez es mayor que v1.
E) igual a 30º y su rapidez es v1.
Síntesis de la clase
La luzProviene de
fuentes
- Naturales
- Artificiales
- Primarias
- Secundarias
Posee
Partícula
Experimenta
Naturaleza
dual
Onda
Electromagnética y
transversal
ReflexiónInterferenciaAbsorciónTransmisiónRefracciónDifracción
Especular
Difusa
Percepción de
coloresReflexión interna total
Descomposición de
la luz blanca
Constructiva
Destructiva