Este documento trata sobre la naturaleza de la luz y los fenómenos asociados. Explica que la luz es una forma de energía electromagnética y describe sus propiedades como onda, incluyendo longitud de onda, frecuencia y velocidad. También discute las teorías ondulatoria y corpuscular de la luz, las fuentes de luz y los tipos de ondas electromagnéticas. Finalmente, menciona fenómenos como la refracción asociados con la luz.

1. Escuela
de
Tecnología
Médica
“Física
Óp5ca,
naturaleza
de
la
luz
y
fenómenos
asociados.
Bio@sica
de
la
visión”

2. Que
es
la
Luz?
• La
luz
(del
laHn
lux,
lucem)
es
la
clase
de
energía
electromagné5ca
radiante
capaz
de
ser
percibida
por
el
ojo
humano.
En
un
sen5do
más
amplio,
el
término
luz
incluye
el
rango
entero
de
radiación
conocido
como
el
espectro
electromagné5co.
La
ciencia
que
estudia
las
principales
formas
de
producir
luz,
así
como
su
control
y
aplicaciones,
se
denomina
óp5ca.

4. Longitud
de
Onda
•
La
longitud
de
una
onda
es
la
distancia
entre
dos
crestas
consecu5vas,
en
otras
palabras
describe
lo
larga
que
es
la
onda.

5. Luz
• Naturaleza
Dual
Ondulatorias
• Caracterís5cas
Corpusculares
http://insting.mxl.uabc.mx/~lydia/Historia_luz.pdf

6. Teoría
Ondulatoria
• Esta
teoría
considera
que
la
luz
es
una
onda
electromagné5ca,
consistente
en
un
campo
eléctrico
que
varía
en
el
5empo
generando
a
su
vez
un
campo
magné5co
y
viceversa.
De
esta
forma,
la
onda
se
autopropaga
indefinidamente
a
través
del
espacio,
con
campos
magné5cos
y
eléctricos
generándose
con5nuamente.
Estas
ondas
electromagné5cas
son
sinusoidales,
con
los
campos
eléctrico
y
magné5co
perpendiculares
entre
sí
y
respecto
a
la
dirección
de
propagación.

8. Recordemos
• Amplitud
(A):
Es
la
longitud
máxima
respecto
a
la
posición
de
equilibrio
que
alcanza
la
onda
en
su
desplazamiento.
• Periodo
(T):
Es
el
5empo
necesario
para
el
paso
de
dos
máximos
o
mínimos
sucesivos
por
un
punto
fijo
en
el
espacio.
• Frecuencia
(f):
Número
de
de
oscilaciones
del
campo
por
unidad
de
5empo.
Es
una
can5dad
inversa
al
periodo.
• Longitud
de
onda
(λ):
Es
la
distancia
lineal
entre
dos
puntos
equivalentes
de
ondas
sucesivas.
• Velocidad
de
propagación
(v):
Es
la
distancia
que
recorre
la
onda
en
una
unidad
de
5empo.
En
el
caso
de
la
velocidad
de
propagación
de
la
luz
en
el
vacío,
se
representa
con
la
letra
c.

9. Teoría
Corpuscular
• La
teoría
corpuscular
estudia
la
luz
como
si
se
tratase
de
un
torrente
de
parHculas
sin
carga
ni
masa
llamadas
fotones,
capaces
de
portar
todas
las
formas
de
radiación
electromagné5ca.

10. Tipos
de
Ondas
• Mecánicas
(es
una
perturbación
tensional
que
necesita
un
medio
material
para
propagarse)
• Electromagné5cas
(forma
de
propagación
de
la
radiación
electromagné5ca
a
través
del
espacio,
no
necesitan
de
un
medio
para
propagarse
(vació).

11. Espectro
EM
• 3
variables;
• Si
recordamos:
• A
mayor
longitud
de
• λ
onda
menor
• Frecuencia
frecuencia
(y
menor
energía
según
la
• Energía
relación
de
Plank).
http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Planck

12. Fuente
Emisora
• Fuentes
Naturales
(el
Sol).
• Fuentes
Ar5ficiales
(una
lámpara).

13. Fuente
Emisora
• Fuentes
Primarias,
estas
producen
la
luz
que
emiten
(Sol).
• Fuentes
Secundarias,
las
secundarias
reflejan
la
luz
de
otra
fuente
(la
Luna).

14. Fuente
Emisora
• Fuentes
Difusas,
La
luz
difusa
incide
sobre
los
objetos
desde
múl5ples
ángulos,
proporcionando
una
iluminación
más
homogénea.
• Fuente
Puntual,
La
luz
puntual
se
origina
en
un
punto
más
o
menos
reducido
respecto
al
objeto
que
ilumina,
pudiéndose
hablar
de
una
direccionalidad
más
o
menos
similar
entre
los
rayos
que
emite

15. Velocidad
Ondas
EM
• La
velocidad
de
una
onda
en
• La
velocidad
de
las
ondas
la
materia
depende
de
la
electromagné5cas
en
el
vacío
elas5cidad
y
densidad
del
(entre
ellas
la
luz)
es
medio.
constante
y
su
valor
es
de
aproximadamente
300.000
km/s
(c)
.
Al
atravesar
un
medio
material
esta
velocidad
V
=
f
x
λ
varía
sin
superar
nunca
su
valor
en
el
vacío.

16. Fenómenos
Asociados
a
la
Luz
1.
Refracción,
es
el
cambio
brusco
de
dirección
que
sufre
la
luz
al
cambiar
de
medio.
Este
fenómeno
se
debe
al
hecho
de
que
la
luz
se
propaga
a
diferentes
velocidades
según
el
medio
por
el
que
viaja.

17. Ley
de
Snell
• Es
una
fórmula
simple
u5lizada
para
calcular
el
ángulo
de
refracción
de
la
luz
al
atravesar
la
superficie
de
separación
entre
dos
medios
de
índice
de
refracción
dis5nto.

18. Fenómenos
Asociados
a
la
Luz
2.
Reflexión,
es
el
cambio
de
dirección
de
un
rayo
o
una
onda
que
ocurre
en
la
superficie
de
separación
entre
dos
medios,
de
tal
forma
que
regresa
al
medio
inicial.

19. Angulo
Cri5co
• Es
el
ángulo
mínimo
de
incidencia
en
el
cual
se
produce
la
reflexión
total
interna.
• Se
denomina
reflexión
total
interna
al
fenómeno
que
se
produce
cuando
un
rayo
de
luz,
se
refracta
de
tal
modo
que
no
es
capaz
de
atravesar
la
superficie
entre
ambos
medios
reflejándose
completamente.

20. Fenómenos
Asociados
a
la
Luz
3.
Interferencia,
en
la
mecánica
ondulatoria
la
interferencia
es
lo
que
resulta
de
la
superposición
de
dos
o
más
ondas,
resultando
la
creación
de
un
nuevo
patrón
de
ondas.

21. Fenómenos
Asociados
a
la
Luz
4.
Difracción,
es
un
fenómeno
caracterís5co
de
las
ondas
que
consiste
en
la
dispersión
y
curvado
aparente
de
las
ondas
cuando
encuentran
un
obstáculo.

22. La
luz
como
parHcula
Efecto
Fotoeléctrico
• Consiste
en
la
emisión
de
electrones
por
un
material
cuando
se
le
ilumina
con
radiación
electromagné5ca
(luz
visible
o
ultravioleta,
en
general).
A
veces
se
incluye
en
el
término
otros
5pos
de
interacción
entre
la
luz
y
la
materia:
• Fotoconduc5vidad:
es
el
aumento
de
la
conduc5vidad
eléctrica
de
la
materia
o
en
diodos
provocada
por
la
luz.
• Efecto
fotovoltaico:
transformación
parcial
de
la
energía
luminosa
en
energía
eléctrica.
• El
efecto
fotoeléctrico
explica
los
fundamentos
del
Láser
Excimer.

24. Óp5ca
• La
ÓpEca
es
la
rama
de
la
@sica
que
estudia
el
comportamiento
de
la
luz,
sus
caracterís5cas
y
sus
manifestaciones.
Abarca
el
estudio
de
la
reflexión,
la
refracción,
las
interferencias,
la
difracción,
la
formación
de
imágenes
y
la
interacción
de
la
luz
con
la
materia.

25. Tipos
• Óp5ca
Geométrica,
esta
rama
de
la
óp5ca
se
ocupa
de
la
aplicación
de
las
leyes
de
reflexión
y
refracción
de
la
luz
al
diseño
de
lentes
y
otros
componentes
de
instrumentos
óp5cos.
• Óp5ca
Cuán5ca,
es
un
campo
de
inves5gación
que
se
ocupa
la
aplicación
de
la
mecánica
cuán5ca
a
fenómenos
que
implican
la
luz
y
sus
interacciones
con
la
materia.

26. Definiciones
importantes
• Rayo
→
Haz
• Haz
→
Convergente,
Divergente
o
Paralelo.
• Interfase
Óp5ca;
Limite
entre
2
medios
óp5cos
con
dis5nto
n.

27. Medio
Óp5co
• Homogéneos
e
isótropos:
el
índice
de
refracción
es
cte
en
todos
los
puntos
y
en
todas
las
direcciones.
Por
ejemplo
vidrios
óp5cos.
• Anisótropos:
el
índice
de
refracción
varía
punto
a
punto.
Por
ejemplo
la
atmósfera.
•
Heterogéneos
y
anisótropos:
el
índice
de
refracción
varía
punto
a
punto
y
con
la
dirección.

28. Principio
de
Fermat
• Camino
óp5co.
• Si
en
un
medio
homogéneo
e
isótropo
(n=cte)
la
luz
recorre
un
trayecto
de
longitud
d,
el
camino
óp5co
L,
se
define
como
L=nd
• “Camino
óp5co
es
el
camino
geométrico
que
recorre
la
luz
en
el
medio
mul5plicado
por
el
índice
de
refracción”.
• El
camino
que,
entre
todos
los
posibles,
sigue
un
rayo
de
luz
para
ir
de
un
punto
a
otro,
es
aquel
en
que
la
luz
emplea
un
5empo
mínimo.
http://www.lawebdefisica.com/dicc/fermat/

29. Dispersión
de
la
Luz
Blanca
• Teniendo
en
cuenta
que
a
la
luz
que
procede
del
sol
la
llamamos
luz
blanca,
y
que
ésta
en
realidad
es
una
mezcla
de
luces
de
diferentes
colores,
podemos
decir
que
la
dispersión
de
la
luz
es
un
fenómeno
que
se
produce
cuando
un
rayo
de
luz
compuesta
se
refracta
en
algún
medio
(por
ejemplo
un
prisma),
quedando
separados
sus
colores
cons5tuyentes.
• La
causa
de
que
se
produzca
la
dispersión
es
que
el
índice
de
refracción
disminuye
cuando
aumenta
la
longitud
de
onda,
de
modo
que
las
longitudes
de
onda
más
largas
(rojo)
se
desvían
menos
que
las
cortas
(azul).
Dispersión
de
la
luz
al
pasar
por
un
prisma

30. BioGsica
de
la
Visión

31. Los
rayos
luminosos
• Son
transformados
en
esHmulos
fotoquímicos
y
fotoeléctricos
que
viajan
por
la
vía
óp5ca,
para
llegar
a
nuestro
cerebro
donde
se
procesan
y
convierten
en
imágenes.
hmp://www.mailxmail.com/curso-­‐ojo-­‐humano-­‐origen-­‐desarrollo-­‐vision-­‐monocular/fototransduccion
hmp://www.mailxmail.com/curso-­‐ojo-­‐humano-­‐origen-­‐desarrollo-­‐vision-­‐monocular/via-­‐visual

32. Visión
en
Color
• Es
la
interpretación
que
hace
el
cerebro
de
la
longitud
de
onda
de
la
luz
que
es
percibida
a
través
de
la
visión.
• El
color
depende
de
la
longitud
de
onda
de
la
luz.

33. Visión
en
Color
• hmp://www.hhmi.org/senses-­‐esp/
b110.html
• hmp://es.wikipedia.org/wiki/
Espectro_visible
• Capitulo
4,
texto
apoyo

34. Sensibilidad
al
Contraste
• Se
refiere
a
la
habilidad
del
sistema
visual
para
dis5nguir
entre
un
objeto
y
el
fondo.
• Por
ejemplo,
imagine
un
gato
negro
en
un
fondo
de
nieve
blanca
(alto
contraste)
vs.
un
gato
blanco
en
un
fondo
de
nieve
blanca
(bajo
contraste).
Según
el
modelo
de
canales
de
visión,
las
células
de
selección
de
contraste
se
u5lizan
para
detectar
diferencias
entre
partes
claras
y
oscuras
de
un
objeto
y
el
fondo
contra
el
que
se
encuentra.

35. Sensibilidad
al
Contraste
• hmp://www.altavision.com.co/exa34.php
• hmp://www.contrastsensi5vity.net/es/
csc.html
• Capitulo
2,
texto
apoyo

36. Sensibilidad
al
Contraste
• hmp://docs.google.com/viewer?
a=v&q=cache:Cl3DGx57fX0J:upcommons.upc.edu/ocw/diposit/
acces_arxiu.php%3Fid_obj%3D31687%26id_arx%3D35947+sensibilidad+al
+contraste&hl=es&pid=bl&srcid=ADGEEShb_-­‐
pPuWhBv3DtLhJB9NghuMaTBzwn01ewugkrWRUrU1HDXVuz13Cao3FE_B0xb
a669JvxH9YIHMuABRooeUgnSeu16UQGOxmDBOBGXB8GRXskxhVDE5A8WjO
586EAYTL6J0ta&sig=AHIEtbR2DFOwzH160evJJ_bK5DmFVDp0dA

37. Muchas
Gracias…