2. Modelo corpuscular
Modelo ondulatorio
Teoría electromagnética
Espectro electromagnético
Teoría actual
3. La luz está constituida por diminutas
partículas materiales denominadas
corpúsculos que son emitidas a gran
velocidad por un foco emisor.
La propagación rectilínea de la luz se
explica pensando que los corpúsculos
viajan a velocidades muy grandes y
apenas les afecta la gravedad.
4. La luz se propaga mediante ondas
longitudinales en un medio denominado
éter.
Cuando un punto del espacio es alcanzado
por una onda se convierte en un foco emisor
secundario. (Principio de Huygens)
Abandonada en el s.XVIII
5. Tomas Young explicó el fenómeno de
interferencia. (1801)
6. Fresnel interpretó el fenómeno de la difracción
(desviación de la luz que no se explica ni por
reflexión, ni por refracción)
Malus descubrió la polarización de la luz por
reflexión. (intentó explicar este fenómeno
usando el modelo de onda longitudinal, pero
Young sugirió que la vibración podría ser
transversal)
Foucault demostró que la velocidad de la luz
era menor en medios más densos.
7. En 1873 Maxwell enunció la teoría
electromagnética, que caracteriza a la luz como
una onda electromagnética.
8. Consiste en la propagación de una perturbación
de dos magnitudes vectoriales ������ ������ ������ que son
perpendiculares entre sí.
La onda es transversal porque la vibración es
perpendicular a la propagación.
La vibración no es aleatoria (existe polarización)
9. Clasificación de las ondas electromagnéticas
según su frecuencia (o longitud de onda).
El espectro se divide en siete regiones
espectrales, pero sólo es un convenio, pues no
hay cambios físicos abruptos entre una u otra
región.
Todas las ondas del espectro electromagnético
se propagan con velocidad constante:
10. REGIÓN ������ ������������ ������ ������ E ������������
RADIO < 109 > 0′3 < 7 · 10−7
MICROONDAS 109 − 3 · 1011 0′ 3 − 10−3 7 · 10−7 − 2 · 10−4
INFRARROJO 3 · 1011 − 4 · 1014 10−3 − 780 · 10−9 2 · 10−4 − 0′ 3
VISIBLE 4 · 1014 − 8 · 1014 780 · 10−9 − 380 · 10−9 0′ 3 − 0′ 5
ULTRAVIOLETA 8 · 1014 − 3 · 1016 380 · 10−9 − 10−8 0′ 5 − 20
RAYOS X 3 · 1016 − 5 · 1019 10−8 − 6 · 1012 20 − 3 · 1014
RAYOS ������ > 5 · 1019 < 6 · 1012 > 3 · 1014
El electronvoltio (símbolo eV), es una unidad de energía. Corresponde a la
energía de un electrón cuando es acelerado por una diferencia de
potencial de 1 voltio.
1������������ = 1,602176462·10−19 ������
11. Rayos ������: transiciones en el núcleo atómico.
Rayos X: bombardeo de ������ − en un metal.
Ultravioleta: reacciones químicas, ionización de
moléculas y átomos.
Visible: transiciones electrónicas entre niveles
energéticos atómicos y moleculares.
Infrarrojo: transiciones electrónicas entre niveles
vibracionales y rotacionales.
Microondas: numerosos dispositivos electrónicos.
Radio: dispositivos electrónicos.
15. Ley fundamental de la óptica geométrica: la
luz se propaga en línea recta en un medio
transparente, homogéneo e isótropo.
Principio de Fermat: el trayecto seguido por la
luz al propagarse de un punto a otro es tal que
el tiempo empleado siempre es el mínimo.
16. Dependencia de la velocidad de la luz con el
medio: la velocidad de la luz en un medio es
una característica de dicho medio y varía de
uno a otro.
17. Índice de Refracción:
Índice de Refracción absoluto:
Índice de refracción relativo:
18. Un foco luminoso emite luz monocromática de
longitud de onda en el vacío ������0 = 6 · 10−7 ������ (luz
roja), que se propaga en el agua, de índice de
refracción ������ = 1′ 34. Determina:
a) La velocidad de propagación de la luz en el
agua.
b) La frecuencia y la longitud de onda de la luz
en el agua.
������ = 3 · 108 ������/������
19. a) Utilizamos el índice de refracción absoluto:
������ 3 · 108 ������/������
������ = = = 2′ 24 · 108 ������/������
������ 1′ 34
b) La frecuencia es constante:
������ 3·108 ������/������
En el vacío: ������ = = = 5 · 1014 ������������
������0 6·10−7 ������
������ 2′ 24·108 ������/������
En el agua: ������������������������������ = = = 4′ 48 · 10−7 ������
������ 5·1014 ������������
21. Reflexión especular: se produce cuando la
superficie es perfectamente plana.
Reflexión difusa: se produce cuando la
superficie es rugosa.
22.
23.
24. 1. «El rayo incidente, la normal y el rayo
refractado se encuentran en el mismo plano»
25. 2. LEY DE SNELL: «Los senos de los ángulos de
incidencia y de refracción son directamente
proporcionales a las velocidades de
propagación de la luz en los respectivos
medios»
������������������ ������ ������������ ������������
= =
������������������ ������ ������������ ������������
26. Si ������1 > ������2 entonces el rayo refractado se aleja
de la normal.
Si ������1 < ������2 entonces el rayo refractado se acerca
a la normal.
27. La luz se propaga más despacio cuanto mayor
es el índice de refracción del medio.
Cuando la luz pasa de un medio a otro cambia
su longitud de onda. La luz se refracta más
cuanto mayor es su frecuencia
28. Un rayo de luz blanca incide, con un ángulo de 30º,
desde el aire sobre una lámina de vidrio. Calcula:
a) El ángulo que forman entre sí en el interior del
vidrio los rayos rojo y azul si los valores de los
índices de refracción del vidrio para estos colores son
������������ = 1′ 612 y ������������ = 1′ 671.
b) Los valores de la frecuencia y de la longitud de onda
correspondientes a cada una de estas radiaciones en
el vidrio sabiendo que sus longitudes de onda en el
vidrio valen ������������ = 656′ 3 ������������ y ������������ = 486′ 1 ������������.
29. a) Aplicamos la ley de Snell:
������������������������������ sin ������ = ������������������������������������������ sin ������
������������������������������ −1
������������������������������
sin ������ = sin ������ ⟶ ������ = sin sin ������
������������������������������������������ ������������������������������������������
������������ = 18′ 07������
������ = ������������ − ������������ = ������′ ������������������
������������ = 17′ 41������
31. Se produce en el caso ������1 > ������2 .
A medida que el ángulo de incidencia
aumenta, crece de refracción hasta que se
alcanza un ángulo crítico ������������ para el cual
������ = 90������ .
Para cualquier ángulo mayor que ������������ no existe
rayo refractado.
32.
33.
34.
35. Un rayo de luz láser de longitud de onda
5′ 2 · 10−7 ������ incide en un bloque de vidrio.
a) Describe los fenómenos que ocurren.
b) Si el ángulo de incidencia es 45º y el de refracción
30º, calcula el índice de refracción del vidrio.
c) ¿Varía el índice de refracción para una luz de
longitud de onda 7 · 10−7 ������?
d) Con el índice de refracción calculado, halla el valor
del ángulo límite.
36. a) Se produce simultáneamente reflexión y
refracción.
La parte reflejada cambia de dirección (sentido).
La parte refractada cambia de dirección y
disminuye su velocidad y su longitud de onda.
37. b) Aplicamos la ley de Snell:
������������ sin ������ = ������������ sin ������
������������ sin ������ 1 · sin 45������
������������ = ⟶ ������������ =
sin ������ sin 30������
������������ = ������
38. c) El índice de refracción depende del material y
de la frecuencia.
������ · ������
������ = = ������ · ������
������
Cuanto mayor es la frecuencia (→ violeta) más
se refracta.
Cuanto menor es la frecuencia (→ roja) menos
se refracta.
39. d) Aplicamos la ley de Snell para ������ = 90������ :
������������ sin ������������ = ������������ sin 90������
������������ sin 90������ 1
������������ = sin−1 = sin −1
������������ 2
������������ = ������������������
40.
41. En los periscopios y microscopios se utiliza un
prisma de vidrio cuya base es un triángulo isósceles.
44. Un rayo de luz incide con un ángulo de 30º sobre
una lámina de cuarzo de caras planas y paralelas
de 6 cm de ancho y un índice de refracción de
1’54.
a) Calcula el valor del ángulo de refracción en el
cuarzo y el valor del ángulo de emergencia.
b) Halla el desplazamiento lateral experimentado
por el rayo de luz cuando atraviesa la lámina
de cuarzo.
45. a) Aplicamos la ley de Snell para la primera
refracción:
������������ · sin ������ = ������������ · sin ������
1 · sin 30������ = 1′ 54 · sin ������
sin 30������
sin ������ = ′ = 0′ 32
1 54
������ = sin−1 0′ 32 = 18′ 95������
Al ser caras paralelas podemos observar que
������ = ������′, por lo tanto ������ ′ = 30������ .
46. b. Para calcular el desplazamiento lateral aplicamos
trigonometría:
������
sin ������ − ������ = ⟶ ������ = ������ · sin ������ − ������
������
������ ������
cos ������ = ⟶ ������ =
������ cos ������
sin ������ − ������ sin 30 − 18′ 95������
������ = ������ = 6 ������������ · = 1′ 22 ������������
cos ������ cos 18′ 95������
47.
48. A la dependencia del
índice de refracción con
la longitud de onda
↑↑ ������ ⇒ ↓↓ ������ se le
denomina DISPERSIÓN.
49.
50. La difracción se produce cuando la longitud de
onda es comparable a las dimensión de la rendija.
Si la rendija es circular, se producen círculos
concéntricos.
El primer disco:
d es el diámetro
del orificio
51. Bandas claras
Bandas oscuras
Ángulos muy pequeños:
sin ������ = tan ������
������
sin ������ =
������
������
tan ������ =
������