Luz y sus propiedades

1. Unidad 2: energía y sus transformaciones
Tema 2: La luz y su propagación
Profesor: Camilo Lucero G.
Colegio María Inmaculada

2. - Reconocer la naturaleza Onda-Partícula de la Luz y
Comprender los fenómenos asociados a su comportamiento
ondulatorio e interacción material.

3. - De las presentaciones anteriores sobre la historia de la Luz a
través de la historia pudimos conocer a varios personajes que
contribuyeron al debate y a algunas soluciones sobre la
naturaleza de la Luz y sus fenómenos de propagación.
Entendiendo, que finalmente, durante el inicio del Siglo XX, fue
que se concluyó que la luz realmente tenía una NATURALEZA
DUAL. Ya que esta, al propagarse lo hace como una ONDA, pero
al interactuar con medios materiales funciona como una
PARTÍCULA (Fotones).
- Pues bien, entendiendo y recordando entonces esta premisa es
que hoy día nos reunimos para estudiar cuales serán las
principales características de la Luz al momento de Interactuar y
Propagarse a través de distintos medios materiales.

4. 1.- Fuentes de Luz
 - Es una forma de cómo se manifiesta la energía que
nos permite ver los objetos que nos rodean. La luz
siempre proviene de una “Fuente de Luz”, tales como:

5. Clasificación de las fuentes de Luz:
 Respecto a la naturaleza
del cuerpo que emite Luz
1) Fuentes Naturales: Son
aquellas fuentes que
emiten luz sin la
intervención del
humano.
2) Fuentes Artificiales: Son
aquellas fuentes que
emiten luz mediante la
intervención del humano

6. Respecto a la forma de emisión
1) Fuentes Primarias 2) Fuentes Secundarias
 Son aquellas fuentes que
emiten luz propia
 Son aquellas fuentes que solo
reflejan la luz emitida por
algún otro cuerpo

7. 2.- Interacción con la materia
Transparentes:
La luz puede atravesarlos.
Pues, logramos ver a
través de ellos. Estos no
producen sombra.
Opacos:
La luz no puede
atravesarlos. Por lo que
no podemos ver a
través de ellos y
producen Sombra.
Translúcidos:
La luz puede
atravesarlos en cierta
medida, por lo que
podemos ver a través
de ellos, pero borroso.
También pueden
producir Sombra,
pero más tenue.

8. 3.- Características de la Luz
 Es una onda electromagnética de alta frecuencia.
 Está compuesta por partículas sin masa llamadas fotones,
las que contienen energía e interactúan con la materia.
 Cada tipo de onda luminosa está compuesta por fotones de
una frecuencia y energía especifica.
 Tiene una naturaleza dual: se comporta como onda y
también como partícula.
 Gracias a que es una onda electromagnética, no necesita de
un medio material para propagarse, a diferencia del sonido.
 La velocidad de cualquier onda electromagnética, en
particular de la luz, es finita y depende del medio por el
cual se propaga.

9.  En el vacío esta velocidad es igual a 3 · 10 [m/s], lo que
es suficiente para dar 7,5 vueltas a la Tierra en un
segundo.
 En un medio homogéneo la luz se propaga en línea
recta, siendo un caso puntual del Principio de Fermat.
 Principio de Fermat: El trayecto seguido por la luz
al propagarse es tal que el tiempo empleado es
mínimo, ósea, La luz siempre viajara en línea recta
 Es posible representar la luz por rayos, los que pueden
ser divergentes, convergentes o paralelos.
 Se llama haz de luz a un conjunto de rayos.

10. Cuando una fuente luminosa emite luz, esta se propaga en
línea recta en todas direcciones dando origen a infinitos rayos
de luz.

11. a) Reflexión de la Luz
 La luz viaja en línea recta y
a una velocidad de 300.000
km/s en el vacío, la que se
considera la velocidad
máxima en el Universo
conocido. Cuando un rayo
luminoso llega a la
superficie de un medio de
distinta densidad, puede
ser transmitido a través de
él o reflejado (o ambas
cosas).

12. Tipos de Reflexión de la luz
Reflexión Especular Reflexión Difusa
 Cuando la luz llega en forma
de rayos paralelos incidiendo
sobre una superficie plana y
muy lisa, los rayos reflejados
son también paralelos.
 Si la superficie es rugosa, los
rayos reflejados salen en todas
las direcciones, porque la
normal en diferentes puntos
puede ser distinta,
produciéndose una reflexión
difusa.

13. Refracción de la Luz
 Se ha establecido que la velocidad de
propagación de la luz depende de la
naturaleza del medio en que se propaga.
 “Un haz luminoso experimenta refracción si
cambia su velocidad o su velocidad y la
dirección de propagación simultáneamente
al pasar de un medio a otro de distinto índice
de refracción absoluto”
 El rayo incidente, la normal y el rayo
refractado están en un mismo plano.
 Ley de Snell: “la razón entre los senos de los
ángulos de incidencia y de refracción es
constante para un mismo par de medios”

14. La Ley de Snell
 De la ley de Snell pueden deducirse,
además, las siguientes conclusiones
de importancia:
 Si un rayo luminoso, pasa
oblicuamente de un medio de
menor índice de refracción absoluto,
a otro de mayor índice de refracción
absoluto, se refractará acercándose a
la normal.
 Si un rayo luminoso pasa
oblicuamente de un medio de mayor
índice de refracción absoluto, a otro
de menor índice de refracción
absoluto, se refractará alejándose de
la normal.

15. Algunos índices de refracción

16. Cuando se observa el Sol en la línea del horizonte, lo que en verdad
estamos viendo es una imagen virtual del Sol, debido a la refracción
de la luz al atravesar la atmósfera terrestre.
Este fenómeno permite contar con más minutos de luz al día.

17. Al introducir un objeto a un vaso de agua, se produce un efecto
de “quebrado” debido a la
refracción. La parte sumergida del objeto parece estar más cerca
de lo que realmente está.

18. Los espejismos en las carreteras son un claro ejemplo de ello. Cuando
el asfalto está caliente, el aire alrededor de él se calienta y hace que los
rayos que vienen desde arriba se desvíen.
La luz procedente del cielo incrementa su rapidez en el aire cerca del
asfalto, ya que el aire caliente es menos denso que el que está arriba.
Cuando la luz roza la superficie y se desvía hacia arriba, el observador
ve el espejismo.

19. - Siempre que un rayo se refracta,
en parte también se refleja.
Sabemos por la Ley de Snell que
cuando un rayo pasa de un
medio con índice mayor a uno
menor, el rayo se aleja de la
normal.
- Es entonces posible variar el
ángulo de incidencia de manera
tal que el rayo refractado se vaya
alejando cada vez más de la
normal, llegando a un punto en
que es perfectamente
perpendicular a la normal.
Desde el ángulo crítico, no habrá
refracción alguna, sino que el
rayo se reflejará por completo,
este fenómeno se denomina
reflexión total interna.

20. Este fenómeno está presente en el principio de la fibra óptica que
consiste en hacer incidir luz en pequeños cables con dos capas de
material plástico de distinto índice de refracción, de tal manera
que la información enviada, a través de la onda de luz, se
mantenga en el cable sin pérdidas de información debido a la
ausencia de transmisión de luz al medio que rodea al cable.