Este documento presenta diapositivas sobre óptica y la naturaleza de la luz. Explica que la luz es radiación electromagnética y tiene características ondulatorias y corpusculares. Describe las teorías ondulatoria y corpuscular de la luz, y conceptos como longitud de onda, amplitud, periodo, frecuencia y velocidad. También cubre temas como el espectro electromagnético, fuentes de luz y la velocidad de las ondas electromagnéticas.

1. Diapo
1
Clase
nun
3
Física
Óptica,
naturaleza
de
la
luz
y
fenómenos
asociados.
Biofisica
de
la
visión
Diapo
2
Que
es
la
Luz?
La
luz
(del
latín
lux,
lucem)
es
la
clase
de
energía
electromagnética
radiante
capaz
de
ser
percibida
por
el
ojo
humano.
En
un
sentido
más
amplio,
el
término
luz
incluye
el
rango
entero
de
radiación
conocido
como
el
espectro
electromagnético.
La
ciencia
que
estudia
las
principales
formas
de
producir
luz,
así
como
su
control
y
aplicaciones,
se
denomina
óptica.
Longitud
de
Onda
Diapo
3
Imagen
de
la
Luz.
Diapo
4
Definiremos
el
concepto
de
longitud
de
onda
La
longitud
de
una
onda
es
la
distancia
entre
dos
crestas
consecutivas,
en
otras
palabras
describe
lo
larga
que
es
la
onda.
En
la
imagen
adjunta
podemos
visualizar
una
onda
con
sus
distintas
partes.
Diapo
5
La
luz
posee
una
Naturaleza
Dual,
con:
Ondulatorias
y
Características
Corpusculares
Diapo
6
Teoría
Ondulatoria
Esta
teoría
considera
que
la
luz
es
una
onda
electromagnética,
consistente
en
un
campo
eléctrico
que
varía
en
el
tiempo
generando
a
su
vez
un
campo
magnético
y
viceversa.
De
esta
forma,
la
onda
se
autopropaga
indefinidamente
a
través
del
espacio,
con
campos
magnéticos
y
eléctricos
generándose
continuamente.
Estas
ondas
electromagnéticas
son
sinusoidales,
con
los
campos
eléctrico
y
magnético
perpendiculares
entre
sí
y
respecto
a
la
dirección
de
propagación.
Diapo
7
Imagen
referencial
de
la
teoría
ondulatoria,
se
puede
apreciar
el
campo
eléctrico
y
el
campo
magnético,
que
conforman
la
luz
como
onda
electromagnética.
Diapo
8

2.
Recordemos
Amplitud
(A):
Es
la
longitud
máxima
respecto
a
la
posición
de
equilibrio
que
alcanza
la
onda
en
su
desplazamiento.
Periodo
(T):
Es
el
tiempo
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
tiempo.
Es
una
cantidad
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
tiempo.
En
el
caso
de
la
velocidad
de
propagación
de
la
luz
en
el
vacío,
se
representa
con
la
letra
c.
Diapo
9
Teoría
Corpuscular
La
teoría
corpuscular
estudia
la
luz
como
si
se
tratase
de
un
torrente
de
partículas
sin
carga
ni
masa
llamadas
fotones,
capaces
de
portar
todas
las
formas
de
radiación
electromagnética.
Diapo
10
Tipos
de
Ondas
Mecánicas
(es
una
perturbación
tensional
que
necesita
un
medio
material
para
propagarse)
Electromagnéticas
(forma
de
propagación
de
la
radiación
electromagnética
a
través
del
espacio,
no
necesitan
de
un
medio
para
propagarse
(vacío).
Diapo
11
Espectro
EM
(electromagnético)
3
variables;
λ
(Long
de
onda)
Frecuencia
Energía
Si
recordamos:
A
mayor
longitud
de
onda
menor
frecuencia
(y
menor
energía
según
la
relación
de
Plank).
Diapo
12
Fuente
Emisora
Fuentes
Naturales
(el
Sol).
Fuentes
Artificiales
(una
lámpara).
Diapo
13
Fuente
Emisora
Fuentes
Primarias,
estas
producen
la
luz
que
emiten
(Sol).
Fuentes
Secundarias,
las
secundarias
reflejan
la
luz
de
otra
fuente
(la
Luna).
Diapo
14
Fuente
Emisora

3. Fuentes
Difusas,
La
luz
difusa
incide
sobre
los
objetos
desde
múltiples
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
Diapo
15
Velocidad
Ondas
EM
La
velocidad
de
una
onda
en
la
materia
depende
de
la
elasticidad
y
densidad
del
medio.
Podemos
calcular
la
vel
de
una
onda,
mediante
la
siguiente
formula
Vel=
frec
*
Long
de
onda
La
velocidad
de
las
ondas
electromagnéticas
en
el
vacío
(entre
ellas
la
luz)
es
constante
y
su
valor
es
de
aproximadamente
300.000
km/s
(c)
.
Al
atravesar
un
medio
material
esta
velocidad
varía
sin
superar
nunca
su
valor
en
el
vacío.
Diapo
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.
Diapo
17
Ley
de
Snell
Es
una
fórmula
simple
utilizada
para
calcular
el
ángulo
de
refracción
de
la
luz
al
atravesar
la
superficie
de
separación
entre
dos
medios
de
índice
de
refracción
distinto.
Diapo
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.
Diapo
19
Angulo
Critico
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.
Diapo
20
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.
Fenómenos
Asociados
a
la
Luz

4.
Diapo
21
4.
Difracción,
es
un
fenómeno
característico
de
las
ondas
que
consiste
en
la
dispersión
y
curvado
aparente
de
las
ondas
cuando
encuentran
un
obstáculo.
Diapo
22
La
luz
como
partícula
Efecto
Fotoeléctrico
Consiste
en
la
emisión
de
electrones
por
un
material
cuando
se
le
ilumina
con
radiación
electromagnética
(luz
visible
o
ultravioleta,
en
general).
A
veces
se
incluye
en
el
término
otros
tipos
de
interacción
entre
la
luz
y
la
materia:
Fotoconductividad:
es
el
aumento
de
la
conductividad
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.
Diapo
23
Imagen
referencial
efecto
fotoelectrico
Diapo
24
Óptica
La
Óptica
es
la
rama
de
la
física
que
estudia
el
comportamiento
de
la
luz,
sus
características
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.
Diapo
25
Tipos
Óptica
Geométrica,
esta
rama
de
la
óptica
se
ocupa
de
la
aplicación
de
las
leyes
de
reflexión
y
refracción
de
la
luz
al
diseño
de
lentes
y
otros
componentes
de
instrumentos
ópticos.
Óptica
Cuántica,
es
un
campo
de
investigación
que
se
ocupa
la
aplicación
de
la
mecánica
cuántica
a
fenómenos
que
implican
la
luz
y
sus
interacciones
con
la
materia.
Diapo
26
Definiciones
importantes
Rayo
→
Haz
Haz
→
Convergente,
Divergente
o
Paralelo.
Interfase
Óptica;
Limite
entre
2
medios
ópticos
con
distinto
n.
Diapo
27
Medio
Óptico
Homogéneos
e
isótropos:
el
índice
de
refracción
es
cte
en
todos
los
puntos
y
en
todas
las
direcciones.
Por
ejemplo
vidrios
ópticos.
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.

5.
Diapo
28
Principio
de
Fermat
Camino
óptico.
Si
en
un
medio
homogéneo
e
isótropo
(n=cte)
la
luz
recorre
un
trayecto
de
longitud
d,
el
camino
óptico
L,
se
define
como
L=nd
“Camino
óptico
es
el
camino
geométrico
que
recorre
la
luz
en
el
medio
multiplicado
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
tiempo
mínimo.
Diapo
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
constituyentes.
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).
Imagen
referencial,
Dispersión
de
la
luz
al
pasar
por
un
prisma
Diapo
30
Biofísica
de
la
Visión
Diapo
31
Los
rayos
luminosos
Son
transformados
en
estímulos
fotoquímicos
y
fotoeléctricos
que
viajan
por
la
vía
óptica,
para
llegar
a
nuestro
cerebro
donde
se
procesan
y
convierten
en
imágenes.
Diapo
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.
Imagen
referencial
espectro
visible
por
el
ojo
humano.
Diapo
33
Links
Visión
en
Color
Diapo
34
Sensibilidad
al
Contraste
Se
refiere
a
la
habilidad
del
sistema
visual
para
distinguir
entre
un
objeto
y
el
fondo.

6. 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
utilizan
para
detectar
diferencias
entre
partes
claras
y
oscuras
de
un
objeto
y
el
fondo
contra
el
que
se
encuentra.
Imagen
referencial
evaluación
de
senibilidad
al
contraste.
Diapo
35-­‐36
Link
sensibilidad
al
contraste