Este documento presenta una serie de preguntas y respuestas sobre conceptos básicos de física como la luz, su propagación, reflexión, refracción, dispersión y su medición. Explica que la luz es una radiación electromagnética que se propaga en forma de ondas a una velocidad de 299,792,458 metros por segundo. También describe leyes como las de reflexión, refracción y Snell, así como fenómenos como la reflexión total interna y el funcionamiento de lentes y telescopios.

1. UNIVERSIDAD POLITECNICA DE ZACATECAS
ALUMNO:
IVÁN ALEJANDRO SANTANA CABRAL
MAESTRO:
ING. SERGIOLOZANO VALADEZ
MATERIA:
FUNDAMENTOS DE FISICA
GRUPO:
1.1
CARRERA:
INGENIERIA INDUSTRIAL
CUATRIMESTRE:
1°
LUGAR Y FECHA:
FRESNILLO,ZACATECAS /12/14

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1.- ¿Qué es la luz?
La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se
pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz
es una radiación electromagnética. La LUZ es la radiación visible del espectro
electromagnético que podemos captar con nuestros ojos.
La luz presentatres propiedadescaracterísticas:
*Se propaga en línea recta.
*Se refleja cuando llega a una superficie reflectante.
*Cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro (se refracta).
2.- ¿COMO SE DETREMINA LA VELOCIDAD DE LA LUZ?
Ole Roemer (1644-1710), fue el primero en
medir la velocidad de la luz en 1676. Detectó
que el tiempo entre los eclipses del satélite
Io de Júpiter era menor cuando la distancia a
la Tierra decrecía, y viceversa. El satélite
queda oculto por la sombra que proyecta el
planeta Júpiter, y se puede detectar
fácilmente el momento en el que el satélite
aparece de nuevo tras desaparecer
brevemente de la vista del observador terrestre. Obtuvo un valor de 214000
km/s, aceptable dada la poca precisión con la que se podía medir en aquella
época la distancia de los planetas. En 1728 James Bradley (1692-1762)
estudió la velocidad observando las aberraciones de las estrellas, que es el
desplazamiento aparente de las estrellas debido al movimiento de la Tierra
alrededor del Sol. Obtuvo un valor de 301000 Km/s. Los científicos han logrado
medir la velocidad de la luz con tal precisión que ya no se mide sino que se
define exactamente como 299.792.458 m por segundo. Una de las principales
conclusiones de esta teoría es que la propagación de la luz está influenciada
por la gravedad, representada en la teoría por el potencial gravitatorio Φ,
descrito por Phi= -GM/R
Donde:
*G es la Constante de gravitación universal
*M la masa
*R el radio del cuerpo

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3.- ¿EN QUE CONSISTE LA OPTICA GEOMETRICA?
El estudio de las imágenes, producidas por refracción o por reflexión de la luz
se llama óptica geométrica. La óptica geométrica se ocupa de loas trayectorias
de los rayos luminosos, despreciando los efectos de la luz como movimiento
ondulatorio, como las interferencias. Estos efectos se pueden despreciar
cuando el tamaño la longitud de onda es muy pequeña en comparación de los
objetos que la luz encuentra a su paso.
Para estudiar la posición de una imagen con respecto a un objeto se utilizan las
siguientes definiciones:
Eje óptico. Eje de abscisas perpendicular al plano refractor. El sentido positivo
se toma a la derecha al plano refractor, que es el sentido de avance de la luz.
Espacio objeto. Espacio que queda a la izquierda del dioptrio.
Espacio imagen. Espacio que queda a la derecha del dioptrio.
Imagen real e imagen virtual. A pesar del carácter ficticio de una imagen se
dice que una imagen es real si está formada por dos rayos refractados
convergentes. Una imagen real se debe observar en una pantalla. Se dice que
es virtual si se toma por las prolongaciones de dos rayos refractados
divergentes.

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4.- ¿CUALES SON LAS LEYES DE REFLEXION DE LA LUZ?
La reflexiónde laluz cumple dos leyes:
- El rayo incidente, el reflejado y la normal están en un mismo plano
perpendicular a la superficie.
- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una
superficie, rayo incidente, y el que sale "rebotado" después de reflejarse, rayo
reflejado.
Si se traza una recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal),
el rayo incidente forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de
incidencia.
Reflexión: La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un
rayo luminoso al chocar contra la superficie de los cuerpos. La luz reflejada
sigue propagándose por el mismo medio que el incidente.
¿Por qué vemos los objetos? Podemosver los objetos que nos rodean
porque la luz que se refleja en ellos llega hasta nuestros ojos.
5.- ¿CUALES SON LAS LEYES DE LA REFRACCION DE LA LUZ?
REFRACCIÓN: Es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz
cuando pasa de un medio transparente a otro también transparente. Este
cambio de dirección está originado por la distinta velocidad de la luz en cada
medio.

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Un rayo se refracta (cambia de dirección) cuando pasa de un medio a otro en
el que viaja con distinta velocidad. En la refracción se cumplen las siguientes
leyes:
1.- El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en un mismo
plano.
2.- Se cumple la ley de Snell:
Y teniendo en cuenta los valores de los índices de refracción resulta:
n1sen i = n2 sen r.
Cuando la luz se refracta cambia de dirección porque se propaga con distinta
velocidad en el nuevo medio. Como la frecuencia de la vibración no varía al
pasar de un medio a otro, lo que cambia es la longitud de onda de la luz como
consecuencia del cambio de velocidad.
6.- ¿EN QUE CONSISTE EL PRINCIPIO DE HUYGENS?
El principio de Huygens explica perfectamente la reflexión y refracción de la
luz, a finales del siglo XVII, momento en el que la teoría más aceptada sobre la
luz era la teoría corpuscular de Newton, el físico, matemático y astrónomo
holandés Christian Huygens (1629-1695) propuso su hipótesis de que la luz
era un fenómeno ondulatorio, de naturaleza casi igual a la del sonido. Enunció
el llamado principio de Huygens, basado en el concepto de frente de onda.
El principio de Huygens permite predecir la posición futura de un frente de
onda cuando se conoce su posición anterior. Establece que los frentes de onda
están formados por frentes de onda más pequeños, es decir, que cada punto
de un frente de ondas primario se comporta como un emisor de ondas
secundarias. Estas ondas secundarias son esféricas, tienen la misma frecuencia
y se propagan en todas las direcciones con la misma velocidad que la onda
primaria en cada punto. La envolvente de todas esas ondas secundarias es el
nuevo frente de onda formado.

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7.- ¿EN QUE CONSISTE LA DISPERSION DE LA LUZ?
La luz blanca es una mezcla de todas las ondas electromagnéticas del
espectro visible (del rojo al violeta), por lo tanto, cada color se refractará
con un ángulo distinto. Este fenómeno, que recibe el nombre
de dispersión puedes observarlo en el enlace Refraction of Light.
Para potenciar este efecto
puedes utilizar un prisma, ya
que así se incrementa la
separación al experimentar la
segunda refracción. Es lo que
hizo Isaac Newton para obtener
la dispersión de la luz en los
colores del espectro visible.
Newton demostró que los
colores se pueden recombinar
para formar la luz blanca
original.
En la animación puedes
observar como la luz violeta es
la que más se desvía y la roja la
que menos.
En la Naturaleza puedes
observar este fenómeno cuando
te encuentras entre el Sol y una
zona de lluvia. Lo que ves es el
arcoiris.

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8.- ¿QUE ES LA REFLEXION TOTAL INTERNA?
La reflexión total interna es un fenómeno de refracción y ocurre cuando el
ángulo de incidencia es mayor o igual al ángulo crítico.
Si estas en una alberca con la cabeza sumergida, al ver hacia arriba existe un
ángulo de visión muy cercano a la superficie del agua en el cual no puedes ver
lo que esta fuera del agua y la superficie del agua te parece un espejo.
Cuando la luz pasa de un medio óptimamente más denso, a otro medio
óptimamente menos denso, el ángulo de incidencia será menor que el de
refracción. Por lo tanto, existe cierto ángulo de incidencia para el cual el ángulo
refractado se hace igual a 90°, es decir, el rayo refractado se deslizara a lo
largo de la superficie de separación de los medios sin entrar en el segundo
medio.
9.- ¿QUE TIPOS DE LENTES PODEMOS ENCONTRAR?
Las lentes son un instrumento óptico muy importante, por tanto, en el estudio de la óptica
física. Llamamos lentes a unos medios transparentes que están limitados por dos superficies,
de las cuales una al menos debe ser curva.
Lente convexa o convergente: Este tipo de lentes tiene mayor grosor en el centro
que en los extremos. Como podemos ver en la imagen hay tres tipos de lentes
convergentes: la lente (1) es biconvexa, (2) es plano convexa y la (3) es
menismo convergente o cóncava convexa. La diferencia entre ella depende del
valor de los radios de las caras.

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Lente cóncava o divergente: Al contrario que las lentes convergentes, éstas
son más delgadas en la parte central que en los extremos y están curvadas
hacia dentro. Como podemos ver en la imagen hay tres tipos: la lente (4) es
bicóncava, (5) es plano cóncava y la (6) es menisco divergente o convexa
cóncava.
10.- ¿COMO FUNCIONA UN TELESCOPIO OPTICO?
Los telescopios ópticos utilizan combinaciones de lentes
que agrandan las imágenes percibidas "a ojo". Pero hay
problemas técnicos que impiden fabricar lentes que
tengan mucho diámetro. A las dificultades del pulido de
la lente, se agrega la de sostenerlas debidamente
cuando su peso se hace muy grande. Desde la
fabricación de los primeros telescopios, se vio la
conveniencia de emplear espejos de gran superficie,
que capten más cantidad de luz y que la reflejen a un
centro focal de observación.
Los telescopios funcionan como si se agrandara nuestra
pupila. Por eso se habla de que ahora tenemos "gigantescos ojos abiertos al
Universo"