Una síntesis completísima de todo lo que es luz, óptica, etc.

1. La luz
Onda electromagnética (puede viajar tanto por el vacío
como por un medio material) y transversal (al propagarse
por medios materiales, la luz hace que las partículas del
medio vibren perpendicularmente a su dirección de
propagación).
Tipo de energía. Nos permite ver lo que nos rodea. La
energía transportada por una onda electromagnética está
asociada a su frecuencia (+ f+E). Como la frecuencia es
inversamente proporcional a la longitud de onda, también
podemos decir que aquellas ondas de menor longitud de
onda son las que transportan una mayor cantidad de energía.
Así, y a diferencia de las ondas mecánicas, la energía
transportada por una onda electromagnética no está
asociada a su amplitud. En las ondas, la energía
transportada no depende de la rapidez de propagación de la
perturbación.
1. Naturaleza dual: se comporta como onda (Huygens) y
como partícula (Newton).
2. ¿Cómo se origina?: Emisión cuántica: La luz se forma
por saltos de los electrones en los orbitales de los átomos,
desde un nivel de mayor energía a uno de menor energía, la
cual provoca la liberación de una partícula de luz llamada
fotón
3. Formas de emisión de luz:
 Fluorescencia: Emisión de luz (breve) de una sustancia
que ha absorbido luz u otra radiación electromagnética.

2. Ejemplos: lámpara fluorescente, fluoresceína,
espectroscopia fluorescente.
 Fosforescencia: Sustancias absorben energía, la
almacenan y siguen emitiendo luz más tiempo que las
sustancias fluorescentes. Ejemplos: pulseras
fosforescentes, relojes con manecillas fosforescentes,
willemita.
 Incandescencia: emisión de luz por el calor. Ejemplos:
ampolleta prendida, lava de volcán, sol, fuego, estrellas,
metal ardiendo.
 Bioluminiscencia: Luz emitida por seres vivos, producto
de la reacción química entre luciferina con el oxígeno y
energía, gracias a la ayuda de una enzima llamada
luciferasa. Ejemplos: en luciérnagas, anguilas, kril,
pejesapos.
4. Clasificación de fuentes de luz:
 Naturales: se encuentran en la naturaleza.
 Artificiales: fabricadas por personas.
 Primarias: tienen luz propia.
 Secundarias: reflejan la luz.
5. Materiales, respecto de la luz:
 Transparentes: dejan pasar la luz sin dispersarla,
podemos ver claramente a través de ellos.
 Translúcidos: dejan pasar la luz pero la dispersan,
haciendo borrosa la imagen.
 Opacos: no dejan pasar la luz.

3. 6. Espectro electromagnético
7. Propagación de la luz
Las ondas de luz experimentan transmisión: pueden
propagarse por aquellos medios que les permitan el paso,
pudiendo viajar entre medios diferentes (refracción). Al
transmitirse desde un medio a otro diferente, la onda cambia
su velocidad de propagación y su longitud de onda, pero
mantiene constante su frecuencia. Si al pasar a un medio
distinto la onda aumenta su rapidez, su longitud de onda
aumenta en la misma proporción y su frecuencia permanece
constante.
Vvacío > Vgases > Vlíquidos > Vsólidos
Las características de la propagación de la luz son:
Mayor
Energía y
mayor
desviación.

4. • La luz se propaga en línea recta. Por eso la luz deja de
verse cuando se interpone un cuerpo entre el recorrido de la
luz y la fuente luminosa.
• La luz se propaga en todas las direcciones. Esa es la razón
por la cual el Sol ilumina todos los planetas del sistema solar.
• La luz se propaga a gran velocidad. Sin embargo, no es la
misma en todos los medios: mientras menos denso sea el
medio, mayor velocidad tendrá la luz. Máxima velocidad ©:
En el vacío y en el aire: 300.000 km/s o 3 x 108
m/s. El índice
de refracción del medio (n): n =
𝒄
𝒗
es el grado de desviación
de la luz cuando pasa a un medio desde el vacío.
En el vacío, todas las ondas electromagnéticas (incluida la
luz) viajan con la misma rapidez. Así, la velocidad de la luz en
el vacío es independiente de la frecuencia de la onda.
Sin embargo, cuando la luz viaja por un medio material
(dispersivo) las ondas de diferente frecuencia se propagan
con velocidades levemente diferentes. En el vidrio, por
ejemplo, la luz roja (menor frecuencia del espectro visible)
viaja más rápido que la luz violeta (mayor frecuencia). 8.
Dispersión o descomposición de la luz

5. La luz blanca está constituida por la superposición de luces
de distintos colores; cada una de estas luces corresponde a
una onda de distinta frecuencia. Cuando la luz blanca pasa a
través de un cuerpo transparente (prisma de cristal o gota de
agua), se descompone y se separa en el espectro visible de
la luz. Mientras mayor f tenga la onda (menor longitud de
onda), mayor energía tendrá. Si ordenamos de forma
ascendente: Rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, violeta.
9. Modelos de comportamiento de la luz
Naturaleza de la luz: DUAL (tanto partícula como
onda)
 Teoría Corpuscular: Isaac Newton
 Teoría Ondulatoria: Huygens
 Teoría de los Fotones: Planck y luego Einstein
a) Teoría Corpuscular: La luz consistía en un flujo de
partículas o corpúsculos emitidos por las fuentes luminosas
que se movían con gran rapidez, logrando atravesar los
cuerpos transparentes, permitiéndonos de esta forma ver a
través de ellos. En los cuerpos opacos, los corpúsculos
rebotaban, por lo cual no se podía observar lo que había
detrás de ellos.
b) Teoría Ondulatoria: La luz estaba formada por ondas, las
que corresponden al movimiento específico que sigue la luz al
propagarse.
c) Fotones de luz: Max Planck: primero en decir que la luz
se comporta como onda y partícula a la vez, teoría que
desarrollo más tarde Albert Einstein.

6. Para explicar la reflexión, la refracción y la difracción (o sea la
propagación) de la luz, hay que imaginarla como onda. Pero
para explicar la emisión y absorción de luz por un átomo, hay
que imaginarla como paquetes de partículas o cuantos, cada
uno de los cuales transporta una cantidad de energía. Hoy
día, los cuantos se llaman fotones.
¿Cuál modelo permite explicar que la luz se propague por
el vacío?
El hecho de que la luz pueda propagarse por el vacío
responde a su naturaleza ondulatoria. El modelo ondulatorio
propone que la luz es una onda. El modelo corpuscular, por el
contrario, propone que la luz está formada por partículas. El
modelo dual, propone que la luz se comporta, a veces como
onda y a veces como partícula.
Así, los modelos que permiten explicar que la luz pueda viajar
por el vacío son el ondulatorio y el dual.
10. Propiedades de la luz
Algunas propiedades de la luz, como el color y la intensidad,
dependen del tipo de fuente luminosa que las emita. No
obstante, existen otras propiedades, como la reflexión y
la refracción, que son comunes a todos los tipos de luz.
 Reflexión: cambio de dirección que experimenta la
luz cuando choca contra un cuerpo opaco.

7. ¿Por qué podemos ver nuestra imagen reflejada en el espejo
a una luz adecuada? Los rayos de luz que entran por la
ventana nos iluminan y llegan hasta el espejo. Al chocar con
él cambian de dirección y vuelven hacia nosotros. La
reflexión de la luz permite que veamos los objetos que no
tienen luz propia, como los objetos, animales, etc.
Tipos de reflexión:
 Difusa: Se produce cuando la luz incide en una
superficie opaca irregular, que hace que la luz se refleje
en distintas direcciones.
 Especular: Se produce cuando la luz incide en
superficies totalmente pulidas (espejos), de modo que la
luz se refleje en 1dirección, permitiendo la formación de
imágenes.
Ley de Reflexión: α de incidencia = α de reflexión
Según su naturaleza, las imágenes pueden ser:
- Reales: Rayos reflejados chocancon un espejo o lente y se
intersecan en un punto. No visibles, debenproyectarse en un
plano.

8. - Virtuales: Rayos chocan con un espejo o lente, divergeny son
sus proyeccioneslas que se intersecan. Visibles,no se
proyectan en planos.
Con respecto a la posición, la imágenes pueden ser:
- Derechas: Si están orientadas igual que el objeto
- Invertidas: Si están en la posición contraria al objeto
Según su tamaño las imágenes se denominan:
 Aumentadas: más grande que el objeto.
 Disminuidas: más pequeñas que objeto.
Los espejos son cuerpos opacos, con una superficie lisa y
pulida, capaces de reflejar la luz que reciben.
Hay dos tipos de espejos:
• Planos: producen imágenes virtuales, derechas y de la
misma forma y tamaño que el objeto. La imagen está a la
misma distancia del espejo que el objeto, y sufre de inversión
lateral (izquierda↔derecha)
• Esféricos: producen imágenes de diferente tamaño al del
objeto que reflejan. Hay dos tipos de espejos esféricos:
a) Cóncavos
De lejosimagen pequeña e invertida; de cercaampliada y
derecha.

9. La imagen estará dada por la intersección de los rayos
reflejados, los que inciden en el foco.
 Rayos principales
Paralelo: Focal: Central
1. Paralelo a E.O 1. Pasa por F Pasa por C
2. Pasa por F 2. Paralelo a E.O
 Tipos de imagen
1) Si el objeto está antes de C, la imagen será: real-
invertida-chica, entre C y F
C F
2) Si el objeto está sobre C, la imagen será: real-invertida-
igual tamaño, sobre C.
C F
Distancia
focal
1
𝑠
+
1
𝑠′
=
1
𝑓
f: distanciafocal
s: distanciaentre objetoy v
s’: distanciaentre imagenyV

10. 3) Si el objeto está entre C y F, la imagen será: real-
invertida-grande, antes de C.
C F
4) Si el objeto está sobre F, no se formará imagen
5) Si el objeto está entre F y V, la imagen será: virtual-
derecha-grande, detrás del espejo.
C F V
b) Convexos: Generan imágenes virtuales (formadas
por la proyección de los rayos), pequeñas y derechas.
Ejemplo: retrovisor de autos.

11.  Refracción: la luz cambia de dirección y velocidad
(longitud de onda proporcional), pero no ʄ.
Sirve para ver los objetos con una dimensión diferente de la
real, mediante lentes: cuerpos transparentes que refractan la
luz.
Tipos de Lentes:
Convergentes: Rayos luminosos se
unen en F derecho.
Bicóncavas: Rayos luminosos se
dispersan. Sus prolongaciones se
unen en F izquierdo.
 Convergentes: más gruesas en el centro que en los
extremos.
- Biconvexas (1)
- Plano-convexas (2)
- Menisco convergente (3)
 Divergentes: más delgadas en el centro que en los
extremos.
- Bicóncavas (4)
- Plano-cóncavas (5)
- Menisco divergente (6)

12.  Efecto Doppler
 Fenómeno del arco iris:
dispersión cromática
L=arcsen(
𝒏𝟏
𝒏𝟐
)
Fibra óptica
Hilo de vidrio o plástico
por el cual se transmite la
luz, basándose en el
fenómeno de reflexión
interna total.

13. Se produce cuando llueve y a la vez hace sol. La luz del Sol
es blanca, pero cuando esta luz atraviesa las pequeñas gotas
de agua de lluvia, estas actúan como prismas y
descomponen la luz en los siete colores.
Efecto Doppler en la luz
Cambio de frecuencia de una onda producida por un objeto
en movimiento (velocidad) respecto al observador. Como la
velocidad de la luz © es constante, varían solo f y lambda. Si
la frecuencia aumenta, nos acercamos al azul, y si disminuye,
al rojo.
11. Tipos de telescopio
1. Refractor: tiene un tubo largo con 2 lentes biconvexas
(convergentes): La lente principal/objetivo (recolecta y enfoca
la luz de un objeto distante, llegando al foco como una
imagen real e invertida) y la lente ocular (aumenta la imagen,
y la hace virtual, invirtiéndola).
2. Reflector: Utiliza un espejo objetivo plano cóncavo en vez
de lente objetivo, para recolectar y enfocar la luz de objetos
lejanos, la cual entra en rayos paralelos, que se reflejan en el

14. espejo plano cóncavo hacia un espejo plano diagonal, y este
refleja la luz a la lente ocular.
12. Microscopio
Generan una imagen aumentada de objetos minúsculos. El
más común es el óptico (utiliza luz visible). Sus lentes son:
1. Objetivo: Convergente/convexo. Produce una imagen
mayor, real e invertida.
2. Ocular: Convergente/convexo. Amplía la imagen de 1; la
hace virtual e invertida.
Tip: Reflexión en un espejo convexo:
- Los rayos dirigidos hacia el foco se reflejan paralelos a E.O.
- Los rayos dirigidos paralelos a E.O. se reflejarán como si viniera del foco.
- En el punto en que se intersecan las prolongaciones de los rayos se forma la imagen
(virtual derecha).
13. Aportes de científicos:
 Primer telescopio: Galileo
 Radiación electromagnética: Planck

15.  Primero en medir velocidad de la luz: Roemer
 Desarrolla efecto fotoeléctrico, Teoría Especial y General
de la relatividad: Einstein
 Teoría ondulatoria de la luz: Huygens
 Líneas de Fraunhofer, retículo de difracción (mide
exactamente la longitud de onda), heliómetro,
micrómetro, microscopio acromático y el gran telescopio
paraláctico de Dorpat: Joseph von Fraunhofer
 Descubrió los rayos infrarrojos al hacer pasar la luz solar
por un prisma y medir la temperatura registrada por un
termómetro, gran telescopio de Herschel: Herschel
 Efecto fotoeléctrico, producción, propagación y detección
de ondas electromagnéticas, Hertz (unidad de
frecuencia): Hertz
 Radio transmisión a larga distancia, Ley de Marconi,
radiotelegrafía, cohesor: Marconi
 Sonar: Langevin
14. Aplicación de Ondas Electromagnéticas
Ondas de Radio (f=104
, λ=103
): Se transmiten aplicando la
corriente alterna originada en un generador a una antena.
Aplicaciones: comunicaciones, tratamiento onda corta,
aumento circulación.
Microondas (f=108
, λ=10-2
): Generadas por dispositivos de
estado sólido o por dispositivos basados en tubos de vacío.
Aplicaciones: hornos, comunicaciones, radar.
Infrarrojo (f=1012
, λ=10-5
): Se produce cuando algo emite calor
(como los seres vivos). Aplicaciones: control de TV,
esterilización, calor radiante, código de barras, seguridad,
fisioterapia.

16. Espectro Visible (f=1014, λ=10-6): Ver color y forma del
entorno.
Ultravioleta (f=1016
, λ=10-8
): Producidos por el sol.
Aplicaciones: Esterilización, lámparas fluorescentes,
espectrofotometría.
Rayos X (f=1018
, λ=10-10
): Producidos cuando un haz de
electrones muy energéticos se desaceleran al chocar con un
blanco metálico. Aplicaciones: radioterapia, radiografía,
tomografía, angiografía.
Rayos Gamma (f=1020
, λ=10-12
): Producidos por elementos
radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación
de un par positrón-electrón. Aplicaciones: gammagrafía,
medicina nuclear (tratamiento de cáncer), detectar fundición
de rayos.
Daltonismo
Incapacidad para diferenciar colores. Ocurre cuando hay un
problema con los pigmentos de los conos de la retina. Hay 2
daltonismos: El de colores rojo-verde, y el rojo-verde + azul-
amarillo.
¿Cómo un astrónomo puede saber la composición de las
estrellas?
La espectroscopia astronómica, mediante el efecto Doppler,
estudia el espectro electromagnético (específicamente, las
líneas de emisión) emitido por estrellas, entre otros objetos.
Al contrastar las líneas de emisión conocidas de un elemento
con las observadas en el espectro, se puede saber su
composición.
Características de un prisma
- Triangular, recto, de cristal y su sección principal es un
triángulo.
- Ángulo refringente: ángulo formado por las dos

17. superficies diáfanas.
- Vértice o arista: intersección de las dos superficies.
- Base: cara opuesta al vértice.
15. El globo ocular/cámara oscura.
Partes del ojo y analogía con la cámara.
Córnea/lente de la cámara: Primera lente. Convexa y
transparente.
Humor acuoso: líquido transparente que nutre a tejidos
adyacentes.
Iris/diafragma: Músculo liso, circular y pigmentado que se
contrae y dilata para regular la entrada de luz.

18. Pupila (obturador): Agujero del iris que permite el paso de luz.
Cristalino/lente: Segunda lente. Biconvexa/convergente,
transparente y flexible. Enfoca los rayos de luz sobre la retina
(acomodación).
Humor vítreo: fluido gelatinoso que, al ejercer presión,
mantiene la forma del ojo, y a la retina en su posición.
Retina/rollo fotográfico: Capa interna compuesta por
fotoceptores/sensores digitales llamados conos (día) y
bastones (noche), que captan el estímulo. Se genera la
sensación (imagen real invertida).
Nervio óptico: Haz de axones de las neuronas ganglionares
que transmite la información visual desde la retina hasta el
cerebro.
Fóvea: Depresión en la retina en donde hay mayor agudeza
visual.
Punto ciego: Punto donde se une el nervio óptico con la
retina, donde no se forma imagen, pues carece de
fotoceptores.
Enfermedades y su respectiva corrección
Enfermedad Problema Imagen Se ve Lente correctiva
Miopía Globo ocular
alargado
Delante de
la retina
Mal de
lejos
Divergente/bicóncava
Hipermetropía Globo ocular
achatado
Detrás de la
retina
Mal de
cerca
Convergente/biconvexa
Astigmatismo Córnea
irregular
Fuera de la
retina
Borroso Cilíndrico
Francisca Alejandra Ayala Leal. 4°EM CMC.