Libro noveno parte 1

© SANTILLANA SISTEMAS EDUCATIVOS LTDA.
1313
¿Qué es la luz?
Al igual que el sonido, la luz es una forma de energía que se propaga a través de ondas
llamadas ondas electromagnéticas, que viajan incluso en el vacío. Las ondas electro-
magnéticas están compuestas por campos eléctricos y magnéticos variables. Esta clase
de ondas, en lugar de transferir energía de una partícula a otra, viajan mediante la
transferencia de energía entre los campos eléctricos y magnéticos, de manera que no
requieren un medio material para viajar porque pueden existir campos eléctricos y
magnéticos donde no hay materia.
Teorías sobre la naturaleza de la luz
Durante muchos siglos los seres humanos se han preguntado acerca de la natu-
raleza de la luz. Los primeros cuestionamientos surgieron en Grecia (450 a. C.) y
solo hasta mediados del siglo XX se unificaron las teorías y los modelos de la luz
en forma de ecuaciones, dando a conocer la naturaleza cuántica de la luz.
Campo eléctrico
oscilante
Campo
magnético
Dirección de
propagación
t Una onda electromagnética es la
propagación de un campo eléctrico y
un campo magnético perpendicula-
res entre sí.
q La luz es una clase de energía
que es percibida por el ojo humano.
9
En la ruta...
1
Tema
¿Cuál es
la naturaleza de la luz?
¿Crees que en las fotografías se pueden identifi-
car ondas? ¿De qué tipo?
¿Cuáles de ellas son visibles para el ojo humano?
¿Para qué piensas que se usa cada una de las on-
das electromagnéticas que ves en las fotografías?
En este tema describirás las diferentes teorías sobre la naturaleza de la luz, su propagación, las propiedades
de las ondas electromagnéticas, la manera como transfieren energía y algunos fenómenos que presentan.
1 Observa las imágenes y la galería de fotos del iBook y responde las preguntas.
Entorno físico
8
¿Listos?
En todas las fotografías se presentan ondas
electromagnéticas.
La luz blanca o visible que proporciona la luz del
sol y la de las fuentes de luz, como bombillos.
La luz del sol sirve como fuente de luz visible y
de calor para nuestro planeta; las luces infrarrojas
proporcionan fotografías térmicas; los rayos X
sirven para ver imágenes radiográficas; los rayos
gamma se utilizan para tratamientos de tumores; y
la luz ultravioleta sirve para encontrar escorpiones.
Galería de imágenes
Galería de imágenes sobre objetos
o situaciones en las cuales se
utilizan ondas electromagnéticas.

141414
EclipsedeSol EclipsedeLuna
¿Cómo se produce la luz?
En el interior de los átomos se produce la luz. Los átomos
están formados por un núcleo en cuyo interior se en-
cuentran los protones y los neutrones, y la periferia
donde se encuentran los electrones que se mueven
ocupando únicamente ciertos niveles de energía.
Si por algún medio físico o químico se le sumi-
nistra energía al átomo, los electrones pueden
saltar a una órbita con un nivel de energía su-
perior. Después de un tiempo, estos electrones
excitados caen de nuevo a su nivel de energía
fundamental emitiendo lo que se conoce como
fotones de luz.
u El flujo de fotones se hace a través de ondas electromagnéticas. A.
Cuando un electrón pasa de un nivel de energía interno a otro externo,
absorbe energía. B. Cuando el electrón pasa a de un nivel externo a otro
interno, emite un fotón.
Propagación rectilínea de la luz
Algunos cuerpos que encuentras a tu alrededor emiten
luz y por esto se les llama cuerpos luminosos. Estos pue-
den ser naturales como el Sol o artificiales como un bom-
billo encendido y la llama de una vela. Los otros cuerpos
se denominan iluminados porque reciben la luz de los
cuerpos luminosos, como una mesa, un libro, la Luna, e
inclusive tú.
La luz se propaga de manera rectilínea en todas las
direcciones. Estas direcciones pueden indicarse por
medio de líneas denominadas rayos. La prueba del
movimiento rectilíneo de la luz es la formación de las
sombras. Una sombra es la zona oscura que forma la
luz cuando los rayos pasan por los bordes de un objeto
opaco. La sombra o umbra formada por un objeto pun-
tual es nítida, pero si la fuente no es puntual, la umbra
estará rodeada por un borde un poco más claro llamado
penumbra. Un resultado de la formación de sombras y
penumbras en los cuerpos celestes son los eclipses.
El eclipse se presenta cuando un cuerpo celeste se
oculta transitoriamente de manera total o parcial por la
interposición de otro astro. En nuestro planeta se pre-
sentan el eclipse de sol y el eclipse de luna.
El eclipse de Luna ocurre cuando laTierra se ubica entre el Sol y la
Luna y esta puede estar en la zona de sombra y, por tanto, se verá to-
talmente eclipsada, o en la zona de penumbra, y se verá oscurecida.
El eclipse de Sol sucede cuando la Luna se ubica entre el Sol y laTierra.
En este fenómeno quedan zonas de laTierra en sombra, donde el Sol se
oscurece totalmente (eclipse total) y zonas en penumbra (eclipse parcial).
Tierra
Tierra
Luna
Luna
Sol Sol
B
A
Emisión de un fotón
Absorción
de energía
11
Platón (427-347 a. C.)
Christian Huygens (1629 - 1695)
AugustinFresnel(1778-1827)
IsaacNewton(1643-1727)
ThomasYoung (1773 - 1829)
Al lado de la imagen de cada personaje, escribe la idea principal que expone
respecto a la naturaleza de la luz.
Albert Einstein (1879 - 1955)
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inas-condiciona-a-los-
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2 Visita el enlace y observa atentamente el video sobre las diversas teorías acerca de
la naturaleza de la luz. Después de verlo, realiza la actividad.
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Para que se produzca la luz se requiere la unión de tres factores: ojos para ver,
objetos que se van a ver y una fuente de luz.
Teoría ondulatoria de la luz: la luz es energía que se transfiere por medio de
ondas, como lo hace el sonido.
Teoría corpuscular de la luz: la luz está formada por pequeños corpúsculos que
se mueven. Newton descubrió que la luz blanca estaba formada por los colores
del arco iris y que cada color estaba constituido por un tipo de corpúsculo.
A partir de la teoría ondulatoria de
la luz interpretan los fenómenos de
interferencia y refracción de la luz.
La luz está formada por partículas que denominó fotones. La luz tiene un
comportamiento dual, es decir, se comporta como partícula y como onda.
Como onda, la luz tiene un espectro electromagnético visible e invisible que
depende de la longitud de onda y de la frecuencia.
Video de diversas teorías
sobre la naturaleza de la
luz.
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Tipos de luz
Quizás has notado que la luz de la bombilla de una
lámpara es diferente de la que emite el tubo de luz que
ilumina una oficina o la luz de un indicador láser. Esto
se debe a que cada uno de estos dispositivos presenta
diferentes tecnologías para producir luz.
Luz incandescente
Es la que se genera cuando se calienta un filamento me-
tálico hasta que alcanza la incandescencia. Este es el caso
de la bombilla corriente, cuyo filamento es de tungs-
teno; al pasar la corriente por este metal, se calienta y
produce luz.
u En los bombillos incandescentes, aproximadamente el 90% de la
energía producida es térmica y tan sólo el 10% es energía lumínica.
4 Responde las siguientes preguntas.
¿Por qué las ondas electromagnéticas se conside-
ran transversales?
Calcula el tiempo que emplea la luz en viajar de
la Luna a la Tierra, si la distancia entre ellas es de
382 000 000 m. Recuerda que:
3 Consulta el recurso digital, donde encontrarás un video en el que se presentan algunas propiedades de
la luz. Escribe a continuación las propiedades que identificas.
Enumera dos diferencias fundamentales entre las
ondas sonoras y las electromagnéticas.
Explica:
¿por qué las ondas electromagnéticas no requie-
ren un medio de propagación?
tiempo = distancia
rapidez
Rapidez = distancia
tiempo
13
Las propiedades que se pueden identificar en el video son: la luz se propaga de manera rectilínea; la formación de las
sombras y de la penumbra
Porque el campo eléctrico y el campo magnético
son perpendiculares entre sí y son perpendiculares
a la dirección de propagación.
Las ondas sonoras son longitudinales y requieren
un medio material para propagarse. Las ondas
electromagnéticas son transversales y no requieren
ningún medio material de propagación.
Porque en lugar de transferir energía de una
partícula a otra viajan a través de la transferencia de
energía entre los campos eléctricos y magnéticos,
que pueden existir sin que exista un medio.
tiempo = 382 000 000 m
300 000 000 m/s
tiempo = 1,27 s
1
Portafolio
¿Influyen los colores en tu vida?
Llegó el momento de continuar tu trabajo para solucionar el problema. Para comen-
zar, conoce algo sobre el escritor alemán Johann Wolfgang von Goethe, (1749-1832),
quien estudió el impacto del color sobre las emociones de los seres humanos.
Para conocer más sobre la teoría del color de Goethe, te invitamos a que leas el
artículo del siguiente enlace.
Después de la lectura, responde.
¿Por qué se puede considerar que Goethe es el precursor de la psicología del color?
Realiza una comparación entre la teoría del color de Newton y la teoría
del color de Goethe. Guarda esta comparación, ya que te será muy útil
para organizar la información que presentarás en la conferencia.
u Debido a que la luz viaja aproximadamente 880 000 veces más rápido que el
sonido, cuando se produce un rayo primero ves el relámpago y luego escuchas
el trueno.
Rapidez de la luz
Los científicos han descubierto que nada en el uni-
verso viaja más rápido que la luz. En el vacío, la rapi-
dez de la luz es de 300 000 000 m/s, en el aire es un
poco más lenta y en los sólidos, como el vidrio, un
poco más lenta que en líquidos como el agua.
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Porque fue el primero en establecer la relación del color con la conducta de las
personas.
Newton: la luz es un fenómeno que se estudia desde la física; por esto,
cuando la luz blanca pasa a través de un prisma se descompone en los
siete colores del arco iris. El negro es ausencia de luz.
Goethe: la luz se debe estudiar como un problema de percepción. El negro
es el elemento activo en la formación del color.
Ampliación multimedia
Ampliación multimedia sobre
algunas propiedades de la luz.
Artículo sobre la teoría
del color de Goethe
comparada con la de
Newton.
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Luzdeneón
Las luces de neón poseen un mecanismo de iluminación similar a los de luz fluorescente.
La diferencia radica en que sus tubos de vidrio contienen gas neón. Cuando los electrones se
escapan del electrodo del tubo chocan contra los átomos de neón y se genera luz visible. Esta
luz se usa en los avisos publicitarios y en las decoraciones de discotecas y restaurantes.
t Elcolordelaluzdeneónesrojo-
anaranjado;paraproducirlosdemás
coloresseutilizanmezclasdeotros
gases.Porejemplo,paraproducirluz
verdeutilizanunamezcladeneóny
kriptón.
t Las luces de vapor de sodio
proporcionan luz de color amarillo–
naranja.
t Las luces halógenas de tungsteno
se utilizan en los automóviles porque
son brillantes.
Luz de vapor de sodio
Este tipo de luz se utiliza para iluminar calles, avenidas y parques. El interior de su
bombillo contiene una mezcla de gases como el neón y el argón, que cuando se en-
ciende la lámpara se calientan y hacen que el sodio metálico, que también se encuentra
en su interior, se convierta a vapor y emita una luz amarilla-anaranjada.
Luz halógena de tungsteno
Los bombillos halógenos se utilizan para proporcionar un brillo intenso. Constan de
un filamento de tungsteno y de un gas halógeno como el flúor o el cloro. Cuando se
enciende la lámpara, el gas halógeno hace que el filamento se caliente.
15
Luz fluorescente
La luz fluorescente es aquella en la que la luz se genera cuando los electrodos del circuito eléctrico, que se encuentra
conectado al tubo, emiten electrones que colisionan con los átomos del gas inerte que se halla en su interior: de esta
manera emiten luz ultravioleta no visible para el ojo humano; el fósforo que está en el revestimiento del tubo absorbe
esta luz y la transforma en visible. Los tubos fluorescentes se utilizan en viviendas, oficinas y en el comercio. Los
bombillos ahorradores corresponden a este tipo de lámparas.
5 Te invitamos a explorar la energía térmica de un bombillo. Necesitas: 2 lámparas, una con bombillo incandescente y
otra con uno ahorrador, y ambas deben suministrar la misma potencia; un vaso de icopor, un trozo de papel celofán
transparente que cubra la parte superior del vaso, cinta adhesiva, un termómetro de laboratorio y un cronómetro.
t Observa el
interior de un
tubo fluorescente.
¿Cuál es la función
del revestimiento
fosforescente?
Lee el procedimiento antes de empezar.
Hazuncolectordecalor:cubrelapartesuperiordel
vaso de icopor con el papel celofán transparente,
pega el papel. Esta es la ventana del colector. Con
cuidado, abre un pequeño agujero (de diámetro
menor que el termómetro) en el lado del vaso. In-
troducecondelicadezaeltermómetroenelagujero.
Mira a través de la ventana del colector y mide la
temperatura del aire en el interior del vaso. Acerca
elcolectordecaloralbombilloincandescente,que
debe estar encendido, de manera que la ventana
quedea1cmdelbombillo;mantenloasídurante2
minutos. Mide la temperatura.
6 Completa el siguiente cuadro comparativo entre la luz incandescente y la fluorescente.
Producción de luz Artefacto Ventajas Desventajas
Luz incandescente Bombillo corriente
Luz fluorescente Bombillo ahorrador
Esperaaqueseenfríenelcolectoryeltermómetro.
Repite el paso anterior con la lámpara del bombi-
llo ahorrador encendido.
Análisis
Escribe la temperatura que generó cada bombillo.
¿Qué bombillo generó menor energía térmica?
¿Por qué?
Tubo
Electrodo
Revestimiento fosforescente
Gas inerte
(argón)
14
Producir luz visible a partir de
la incidencia de ultravioleta
R.L.
Respuestaalfinaldellibro.
• Menor costo
• No hay exposición a la luz
ultravioleta.
• Mayor consumo de energía
eléctrica
• Eficiencia, ya que produce un
90% de energía térmica y solo un
10% de energía lumínica
•Menor consumo de energía
eléctrica
• Mayor eficiencia
• Mayor duración
• Mayor costo
• Exposición a la radiación
ultravioleta

18
u Láser de rubí.
8 Observa atentamente el video titulado Funcionamiento del láser que encuentras en
la siguiente dirección, y realiza la actividad.
A continuación encuentras, en desorden, los pasos para la producción de la luz
láser. Escribe en cada cuadro del diagrama la letra de la etapa que corresponda
para que los pasos queden en orden.
A. La luz láser se amplifica a medida que el número de fotones se desplaza de un
espejo a otro.
9 Lee el artículo El Láser, que encuentras en el siguiente enlace y completa la tabla:
Rayo láser
Espejos
Tubo de rubíTubo de xenón
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B. La luz intensa del xenón excita los átomos de cromo del tubo de rubí.
C. Parte de la luz sale por uno de los espejos y esto es el láser que se observa.
D. Cuando los electrones de los átomos excitados del rubí caen a un nivel inferior de energía, emiten fotones.
E. Cuando los fotones inciden sobre otros átomos excitados, provocan la energía de los nuevos fotones idénticos
al primero.
Características Aplicaciones en…
medicina industria armamento comercio
investigación
científica
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rba.utn.edu.ar/homov
idens/cmem_generico
/baissetto/proyecto%2
0ﬁnal/laser.html
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B D E A C
1. Es muy intensa
2. Posee
direccionalidad
Regeneración
de tejidos
Armas
tácticas
Instrumento
cortante
Código
de barras
Fusión de
hidrógeno
Cicatrización
de heridas
Fusiles con visor
láser
Para realizar
perforaciones
Código universal
de productos
Obtención de presiones y
temperaturas extremada-
mente bajas.
Destrucción
de úlceras
Láseres
antisatelitales
Para
soldaduras
Cirugías
de tumores
Radar
láser
Como
cronómetro
3. Son
monocromáticas
4. Su luz
es coherente
Inicio
Resultado final
El láser
El término láser corresponde a la sigla inglesa de light amplification by
stimulated emission of radiation, que significa amplificación de la luz por
emisión estimulada de radiación. Es un dispositivo que produce un fino
haz de luz de un solo color y una longitud de onda. Pueden fabricarse
con materiales líquidos, sólidos y gaseosos. La longitud de onda del láser
depende del componente que se utilice. El más común es el láser de helio-
neón, que produce un rayo de luz roja.
u Los señaladores láser están hechos de helio y neón,
de ahí su rayo de color rojo.
u El lasik es una técnica que
permite corregir los defectos de la
córnea, de manera que el paciente
logre una visión adecuada sin usar
lentes.
Los rayos de luz procedentes del láser no se disper-
san porque como tienen una sola longitud de onda, se
propagan en una dirección y con una distancia cons-
tante entre cresta y cresta, razón por la que se dice que
su luz es coherente.
Otra característica del láser es que como no se dis-
persa así recorra grandes distancias, puede liberar gran
intensidad de energía en áreas muy pequeñas. Por esto,
se utiliza en reproductores de discos y video, en la in-
dustria para cortar y soldar materiales, en comunica-
ciones para codificar información por impulsos de luz
procedentes de los láseres, y en medicina para cirugías
de ojo y de otras partes del cuerpo, pues se utiliza para
cortar y cauterizar.
La mayoría de los láseres no penetran la piel, de
manera que se utilizan para eliminar tumores y man-
chas sin dañar tejidos profundos.
7 Completa el siguiente diagrama que muestra los pasos para la producción de luz de sodio.
16
Se calienta la mezcla de gases,
que pueden ser neón y argón
El vapor de sodio emite una
luz amarilla-naranja
Los gases calientan y hacen
que el sodio metálico se
evapore
Video que muestra el
proceso de producción de
la luz láser de rubí.
Enlace web sobre las
aplicaciones del láser.
u iPad
lectiva
gia-del
ethe/.
u iPad
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1919
El espectro electromagnético
Se denomina espectro electromagnético al conjunto de diferentes frecuencias y longitudes de onda de las ondas
electromagnéticas. Dependiendo de la frecuencia y de la longitud de las ondas, el espectro electromagnético va desde
las ondas de radio hasta los rayos gamma, pasando por la luz visible por el ojo humano.
Ondas de radio. Las ondas de radio presentan una gran lon-
gitud de onda y una muy baja frecuencia. Son ondas de baja
energía. Se utilizan para transmitir señales de radio y televi-
sión. Existen estaciones de radio en AM y en FM. Las prime-
ras se reflejan sobre la ionosfera y cubren grandes distancias.
Las ondas de radio FM pasan a través de la ionosfera y no
viajan tan lejos como las ondas AM.
Microondas. Presentan mayor energía que las ondas de ra-
dio. Se utilizan en los radares y para enviar señales satelitales.
En el ámbito doméstico se usan en hornos microondas, cuyo
funcionamiento se basa en que estas ondas hacen vibrar las
moléculas de agua de los alimentos y generan así un aumento
en la temperatura.
Infrarrojo. Son ondas con menor longitud de onda pero al-
tas frecuencia y energía en comparación con las microondas.
Cuando sales a tomar los rayos del sol, te calientas gracias a
estos rayos. La energía de los rayos infrarrojos hace que las
partículas de tu piel vibren más rápido y de esta manera la
temperatura aumenta. Tus ojos no pueden ver esta radiación
pero sí la puedes sentir.
18
10 Responde las siguientes preguntas.
¿Cuál es la diferencia entre las ondas de radio AM y FM?
Escribe el nombre de tres objetos que produzcan ondas electromagnéticas en tu casa. Describe cómo ocurre.
¿Por qué piensas que los seres humanos solo podemos ver la luz visible pero no otras ondas electromagnéticas?
¿Cuál piensas que es el color del espectro de luz visible con mayor energía? ¿Por qué?
11 Completa el siguiente cuadro comparativo.
Onda electromagnética Ventaja para el ser humano Desventaja para el ser humano
Radiación ultravioleta
Rayos X
Rayos gamma
20
Que las ondas AM se reflejan en la ionosfera y viajan más lejos que las FM, que atraviesan la ionosfera.
Porque nuestros ojos solo pueden captar ese rango de frecuencia y esa longitud de onda.
El violeta, porque tiene una frecuencia mayor y por tanto es mayor su energía.
El horno microondas, los bombillos incandescentes y el horno convencional.
Permite fijar la vitamina D a los huesos Puede causar cáncer de piel
Penetra y mata células vivas
Puede matar células sanasSe usa para quemar tumores
cancerosos
Se obtienen imágenes diagnósticas
de los huesos
Ultravioleta. Es otro tipo de onda electromagnética producida por
el Sol. Presenta menor longitud de onda pero mayores frecuencia y
energía que la luz visible. Su energía puede tener efectos positivos
y negativos en los humanos. Positivos, pues las lámparas que pro-
ducen su luz se utilizan para atacar bacterias en la comida y en ins-
trumentos quirúrgicos; cuando exponemos nuestra piel a la luz UV
del sol, las células producen vitamina D, una sustancia necesaria
para fijar el calcio de los huesos y dientes. Un efecto negativo es que
la sobreexposición a esta luz puede ocasionar cáncer de piel.
Luz visible. Son ondas cuyos rango de frecuencia y longitud
de onda pueden ver los seres humanos. El rango de colores
que puede captar el ojo se conoce como espectro de luz vi-
sible y sus colores son: rojo, naranja, amarillo, verde, azul,
índigo y violeta.
Rayos X. Son rayos que tienen pequeñas longitudes de onda pero altas
frecuencias y energía. Los rayos X transportan tanta energía que pue-
den penetrar gran variedad de materiales como la piel, los músculos y
son absorbidos por los huesos. Se utilizan como ayuda para el diagnós-
tico médico de fracturas. Sin embargo, la exposición a gran cantidad de
rayos X destruye células y por esto es peligrosa.
Rayos gamma. Son las ondas electromagnéticas con ma-
yor energía, la cual se utiliza como recurso energético en las
plantas nucleares o para el tratamiento de tumores cancero-
sos. Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma
se catalogan como radiación ionizante, con capacidad para
penetrar la materia con mayor intensidad que las radiaciones
tipo alfa y beta. Los rayos gamma pueden daños irreparables
al núcleo de las células, razón por la cual son utilizados para
esterilizar instrumentos médicos y desinfectar alimentos.
19

2121
Rayo incidente
Ángulo de
incidencia
Ángulo de
reflexión
Rayo reflejado
Superficie reflectora
Normal N
Ri
p La reflexión especular ocurre en superficies pulidas como los espejos. p La reflexión difusa ocurre en superficies rugosas, como el papel.
q Observa los elementos que se presentan en la reflexión de la luz.
En la reflexión de la luz se distinguen los siguientes elementos:
Rayo incidente (i) es el rayo luminoso que incide
sobre la superficie.
Rayo reflejado (R) es el rayo luminoso que se pro-
duce después de chocar el rayo incidente sobre la
superficie.
La normal (N) es una recta imaginaria perpendicu-
lar a la superficie que se traza en el punto donde se
produce la reflexión.
El ángulo de incidencia (i
) es el ángulo que se for-
ma entre el rayo incidente y la normal.
El ángulo de reflexión (R
) es el ángulo que se for-
ma entre el rayo reflejado y la normal.
Tipos de reflexión
Dependiendo de la superficie, la reflexión puede ser:
Reflexión especular. Se produce en superficies pu-
lidas, en donde los rayos incidentes se reflejan en
forma paralela y producen imágenes sobre su super-
ficie. Son superficies especulares los espejos y las cu-
charas metálicas pulidas.
Reflexión difusa. Se produce sobre superficies
rugosas en las que la luz reflejada va en diferentes
direcciones, lo cual evita la formación de imágenes
sobre su superficie. Ejemplos: el papel y la madera.
12 Consulta el siguiente recurso digital. En él encontrarás un video en el que se presenta un fenómeno de
la luz. Describe lo que observas.
22
Se observa la reflexión especular de la luz. Los rayos incidentes se reflejan sobre la superficie de un espejo.
Luz y materia
Cuando la luz interactúa con un objeto, éste puede absorber, transmitir, reflejar o re-
fractar la luz.
Absorción de la luz
La absorción de la luz se presenta cuando la luz, al incidir sobre la superficie de un
objeto, hace que los átomos del material absorban parte de la energía que les llega.
Habrás observado que cuando la luz del sol toca, por ejemplo, el vidrio de una ventana
se nota un incremento de su temperatura. Esto se debe a que el vidrio absorbe parte de
la energía que incide sobre él y sus partículas vibran haciendo que su energía térmica
aumente y, en consecuencia, su temperatura también.
Transmisión de la luz
Un objeto transmite luz cuando la luz que incide sobre él lo atraviesa. El material del
que está hecho un objeto determina la cantidad de luz que este transmite, absorbe o
refleja.
Un material es opaco porque absorbe y refleja la luz pero no la transmite, ya que
no puedes ver a través de él, como tu libro, una silla de madera e incluso, tú. Otros
materiales son traslúcidos porque transmiten parcialmente la luz, de manera que no
puedes ver claramente a través de ellos, sino que ves borroso, como cuando miras a
través del papel mantequilla y de los vidrios martillados. Los materiales transparentes
son aquellos que transmiten la luz sin dispersarla, de manera que puedes ver a través
de ellos, como el agua cristalina y el vidrio de una ventana.
Reflexión de la luz
La reflexión se presenta cuando la luz u otra forma de onda choca contra un objeto
y rebota. Gracias a la reflexión de la luz podemos ver los objetos que se encuentran a
nuestro alrededor, ya que la luz que reflejan los objetos es detectada por nuestros ojos.
t ¿Por qué el vidrio de la ventana
se calienta y transmite la luz?
21
Parte de la energía de la luz es absor-
bida por el vidrio y por esto se calienta.
Además transmite la luz porque es un
cuerpo transparente, lo que permite
que la luz pase a través del vidrio.
Ampliación multimedia sobre
un fenómeno de la luz.

222222
Refracción de la luz
La refracción de la luz se presenta cuando la luz cambia de medio y al hacerlo cambia su dirección. Cuando un haz
de luz llega a la frontera entre dos medios materiales distintos, una parte de ella es reflejada y la otra es transmitida al
segundo medio. Esta desviación que presenta la luz cuando se transmite es la consecuencia de la refracción de la luz.
En la refracción se presentan los siguientes elementos: rayo incidente (i), la normal (N), el ángulo de incidencia
(i
), el rayo refractado (r), que es el rayo producido al cambiar de medio de propagación, y el ángulo de refracción
(r
), que forma el rayo refractado con la normal.
t La refracción se presenta
cuando la luz cambia de medio de
propagación.
La desviación del rayo incidente al cambiar de medio
depende de la rapidez de la luz en cada material. Cuanto
menor sea la rapidez de la luz en el medio, menor será la
desviación del rayo refractado. Se denomina índice de
refracción a la propiedad que indica la razón de la rapi-
dez de la luz en el vacío con respecto a la velocidad de
13 Te invitamos a realizar un minilaboratorio llamado ¿Por qué aparece la moneda?
Necesitas: una taza opaca pequeña, una moneda, una jarra con agua y un compañero. Para iniciarlo, lee el
procedimiento antes de empezar.
Deposita la moneda en el fondo de la taza. Pon la taza en una mesa frente a ti.
Pide al compañero que aleje lentamente la taza hasta que no puedas ver la moneda.
Rayo incidente
Agua
Normal
Rayo refractado
i
R
la luz en un material. Veamos: el vidrio tiene un índice
de refracción mayor que el del aire, pues la rapidez de la
luz en este medio es menor que la rapidez de la luz en
el aire. El índice de refracción no solo depende de la ra-
pidez de la luz en el medio refractado, también depende
de la longitud de onda de la luz utilizada.
23
Los prismas ópticos
Cuando un haz de luz blanca pasa a través de un prisma
transparente y triangular, se descompone en el espectro
de luz visible. Esto se debe a que la luz blanca com-
prende longitudes de onda que van del rojo al violeta. La
luz roja viaja a una rapidez mayor dentro de un medio
específico que la luz azul, lo que trae como consecuen-
cia que la luz blanca se disperse en sus diferentes co-
14 Consulta el recurso digital y observa el video en el que se presenta un fenómeno de la luz. Describe lo
que observas.
q El espejismo es un fenómeno que
se presenta por la refracción de la luz
a través de las diversas capas de aire.
Luz blanca
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
La luz blanca se
descompone al pasar
por un prisma.u El prisma triangular
hace que la luz se
refracte dos veces. En
la primera refracción,
la luz blanca incidente
entra en el prisma; en la
segunda, la luz sale del
prisma y regresa al aire.
Prisma de cristal
El arco iris es un fenómeno óptico y meteorológico que se produce cuando la luz del sol incide en las gotas de
agua que están suspendidas en la atmósfera durante la lluvia o después de ella. Cuando un rayo de luz entra en una
gota, se refracta y se descompone. Estos rayos multicolores se reflejan en la superficie interna de la gota y al salir de
ella se refractan nuevamente, lo que hace que se produzca mayor separación de los colores. La forma del arco iris es
la de un arco multicolor con el rojo en la parte exterior y el violeta en la interior.
lores cuando pasa a través de un prisma. Como cada
color tiene una longitud de onda diferente, cada uno va
a tener un índice de refracción también diferente, lo que
hace que la luz blanca se separe en los diferentes colo-
res. Por ejemplo, la luz roja se desvía menos porque su
longitud de onda es mayor, mientras la violeta se desvía
más porque su longitud de onda es menor.
El espejismo
Seguramente has visto el reflejo de un auto que viene en un charco de agua sobre el pavimento. A medida que te
acercas, el agua tiende a desaparecer. El espejismo es la imagen que se forma por la refracción de la luz a través de las
diversas capas de aire, cuando el objeto se encuentra distante. Ocurre porque el aire que está más cerca al suelo está
más caliente que el aire que se encuentra encima, de manera que la densidad del aire se hace mayor a medida que este
se enfría. El resultado que se presenta es que la luz se refracta a medida que atraviesa las capas de aire, lo que provoca
que la desviación del rayo refractado sea cada vez mayor y se refleje como si se tratara de una superficie especular, de
manera que se forma una imagen sobre su superficie.
15 Observa los 10:30 minutos del siguiente video so-
bre la luz. Escribe a continuación siete conceptos
que puedas identificar.
25
Se observan la refracción y la dispersión de la luz.
1. La luz es energía
2. La rapidez de la luz
3. La transmisión de la luz
4. La luz viaja de manera rectilínea. Las sombras
5. Cuerpos luminosos e iluminados
6. La reflexión de la luz. Superficies difusas y especulares
7. La refracción de la luz
2
Portafolio
Sin mover la moneda ni la taza y sin que cambies
de lugar, pide al compañero que vierta lentamente
agua en la taza hasta que puedas ver la moneda.
Invierte los roles con tu compañero y repite el
experimento.
¿Influyen los colores en tu vida?
Para que se presente el color es necesario tener en cuenta: la presencia de luz, la manera
como interactúa la luz con el objeto a través de la absorción, la transmisión, y la manera
como la reflexión de la luz es percibida por el ojo. Para poder solucionar el problema
pertinente es necesario que reflexiones y describas los factores que intervienen en la
producción y detección del color de los objetos.
Ingresa al enlace. Allí encontrarás un video titulado Teoría del color: parte 1. Observa
con atención los primeros 5:45 minutos; con base en lo que has aprendido hasta
ahora, responde las preguntas que te llevan a describir los factores que intervienen
en la emisión y recepción del color. Guarda la información, pues te servirá para lle-
var a cabo la conferencia.
Describe lo que observaste y explica lo que ocurre. Código QR
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Ujmg
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pacientes
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2G5Q
Página 14
Responde las siguientes preguntas.
¿De qué manera el color depende de la luz
que incide sobre los objetos?
¿El color es una propiedad que tienen los
objetos?
¿Cómo el ojo humano percibe el color?
¿Qué factores hacen que se perciba el
color? Explica.
Representa gráficamente la trayectoria de la luz
antes y después de añadir el agua.
24
Cuando la taza se aleja, la moneda no se puede
ver porque los rayos reflejados no penetran en los
ojos. Cuando se agrega el agua, la luz se refracta y
se desvía de manera que la reflexión de la moneda
llega hasta el ojo y puede verse el objeto.
Respuesta al final del libro.
Video sobre la teoría del
color.
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Animación sobre el arco iris.
Video sobre un fenómeno de la
luz.
Video titulado Todo sobre la
luz. En él se muestran algunas
propiedades de la luz y algunos
fenómenos que se presentan.

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RESPUESTAS
PÁGINA 7
Proyecto
• Es el efecto de los colores en la percepción y la conducta humanas.
• El efecto que se quiere es llamar la atención. Simboliza vitalidad, sexualidad y peligro.
• El amarillo, porque sirve para abrir el apetito.
• Porque el verde simboliza la naturaleza.
• Porque el color se asocia con conductores más agresivos y, por tanto, con personas que se exponen más a
accidentes.
• Es la mezcla de todos los colores.
• El color rosado.
• El color de las pastillas afecta la efectividad que se espera, tiene un medicamento.
• Los elementos sensoriales como el color y la forma de un medicamento crean percepciones positivas que
complementan los atributos médicos.
PÁGINA 24
Portafolio 2
• Para que un objeto sea visto por el ojo humano requiere una fuente de luz que emita radiación dentro del
espectro de luz visible, es decir, aquella que tiene una longitud de onda que va desde los 380 nanómetros (nm) a
los 780 nm. La luz que incide sobre los objetos puede ser monocromática, policromática o puede llevarse a cabo
el metamerismo, dependiendo del color de la fuente.
• No, depende del material, que permite que la luz que incida sobre ellos pueda reflejarse, absorberse o
transmitirse.
• Después de que la luz visible incide sobre un objeto, parte de esta es absorbida y otra parte es reflejada. La luz
reflejada por el objeto llega a la retina y de allí es detectada por el nervio óptico e interpretada por el cerebro.
• Los factores son: la iluminación, es decir la fuente de luz y que esta sea visible para el ojo humano; la interacción
de la luz con el objeto, lo que hace que esta se absorba o se transmita y que se refleje; el último factor es la
manera como el ojo percibe la luz reflejada en la retina y se transmite a través del nervio óptico al cerebro.

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