Cuestionario #5 Ondas de Luz Daniel G. Chi caballero

1. ¿Cómo interpretas la teoría cuántica de la naturaleza electromagnética de las ondas de luz?2. ¿Cómo se determina la velocidad de la luz?3. ¿Que son las propiedades de los rayos de luz y sombras?4. ¿Qué es el flujo luminoso de las fuentes de luz?5. ¿Qué es la intensidad luminosa de una fuente pequeña?6. ¿Cómo se interpreta la iluminación de una superficie?7. Explica las leyes de la reflexión de la luz8. ¿En qué consisten los espejos planos9. ¿En qué consisten los espejos esféricos?10. ¿Cómo se interpretan las imágenes formadas en los espejos esféricos?

1. Toda esta teoría surgió en base a una simple observación de una chispa eléctrica, de ahí se dio pie a formular nuevas teorías sobre la luz, por como entendí la teoría la luz se comporta al mismo tiempo como materia y como energía, se postulo que la energía electromagnética se absorbía o emitía en paquetes llamados cuantos cuyo contenido eran los fotones pudiendo después Einstein demostrar esto matemáticamente.

2. EL método por el que actualmente es determinada la velocidad de la luz, la cual es una constante de la cual deriva el metro, es el método de Fizeau. Este método consistía en un rayo de luz se dirigía a un espejo a cientos de metros de distancia. En su trayecto de la fuente hacia el espejo, el rayo pasaba a través de un engranaje rotatorio. A cierto nivel de rotación, el rayo pasaría a través de un orificio en su camino de salida y en otro en su camino de regreso. Pero en niveles ligeramente menores, el rayo se proyectaría en uno de los dientes y no pasaría a través de la rueda. Conociendo la distancia hacia el espejo, el número de dientes del engrane, y el índice de rotación, se podría calcular la rapidez de la luz. Más adelante Leon Foucault refino el procedimiento sustituyendo el engrane por un espejo rotatorio y en 1926 Albert Michelson logro la medida que actualmente tenemos, la cual es 299.796 km/s

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3. Son las propiedades que explican cómo es que se forman las sombras, cualquier objeto de color oscuro absorbe luz, pero uno blanco absorbe casi toda la luz que recibe. La luz que no es absorbida cuando golpea un objeto, es reflejada o transmitida. Si toda la luz que incide sobre un objeto se refleja o se absorbe, se dice que el objeto es opaco. Puesto que la luz no puede pasar a través de un cuerpo opaco, se producirá una sombra en el espacio situado atrás del objeto. En el caso de que la luz sea emitida por una fuente puntual, puesto que la luz se propaga en líneas rectas, los rayos que emergen de la fuente pasan por los bordes del objeto opaco formando una sombra nítida proporcional a la forma del objeto. Esa región en la cual no penetra la luz se llama umbra o sombra. Si la fuente de luz es de tipo extendido y no puntual, la sombra consistirá en dos porciones. La porción interior no recibe luz de la fuente y por tanto es umbra. La porción exterior se denomina penumbra. Un observador dentro de la penumbra podría ver una porción de la fuente pero no toda la fuente. Un observador situado fuera de ambas regiones podría ver toda la fuente.

4. La mayoría de las fuentes de luz emiten energía electromagnética distribuida en diferentes tipos de

longitudes de onda, a esta energía se le llama flujo radiante la cual solo tiene una pequeña porción que es visible al ojo humano, la porción que se tiene una longitud de entre 400 y 700 nm, a este flujo visible se le conoce como flujo luminoso, el cual puede ser definido como: Parte de la potencia radial emitida por una fuente de luz que es capaz de afectar el sentido de la vista.

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5. La luz viaja radialmente hacia afuera en líneas rectas desde una fuente que es pequeña en comparación con sus alrededores. Para una fuente de luz de ese tipo. el flujo luminoso incluido en un ángulo sólido permanece igual a cualquier distancia de la fuente. Por tanto. con frecuencia es más útil hablar del flujo por unidad de ángulo sólido que hablar simplemente del flujo total. La cantidad física que expresa esta relación se llama intensidad luminosa.

6. La iluminación de una superficie puede definirse como el flujo luminoso por unidad de área, dándonos por resultado que esta es proporcional a la intensidad de la luz de una fuente puntual e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, lo que quiere decir que si la luz que ilumina a la superficie se eleva al doble de su altura original la iluminación será solo la cuarta parte del total, y si la distancia es triplicada la iluminación será solo una novena parte del total y así sucesivamente.

7. La 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. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua. La reflexión esta determinada por las sig. Leyes:

El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.Esto quiere decir que el ángulo desde el cual entra la luz y el ángulo en el cual sale el reflejo es el mismo

El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal se encuentran en el mismo planoAl ser el mismo ángulo es natural que tanto el rayo incidente como el reflejado y su perpendicularidad (también conocida como normal) estén ubicados en el mismo plano del espacio.

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8. Un espejo es una superficie muy pulida que forma imágenes debido a la reflexión especular de la luz, en el caso de los espejos planos, la imagen parece estar a la misma distancia, detrás del espejo, que la distancia a la que el objeto real se encuentra del espejo, sin embargo las imágenes parecen estar invertidas en el sentido izquierda-derecha. Sin embargo estas imágenes que parecen estar formadas por rayos de luz realmente no existen ya que son producto de la reflexión de objetos reales, es por eso que a estas imágenes se les llama imágenes virtuales

9. Un espejo esférico es aquel que puede considerarse como parte de una esfera reflejante, si el interior de la esfera es reflejante se dice que es cóncavo, si el exterior de la esfera es el que es reflejante se dice que es convexo, en cualquier caso ambos tienen un centro (C) y un radio (R) de curvatura, así como una abertura lineal (AB) y un eje del espejo (CV). En un espejo esférico se aplican las mismas reglas que con un espejo plano, solo que debe tomarse en cuenta el hecho de que la normal a la superficie cambia en cada punto a lo largo de dicha superficie.

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10. El mejor método para comprender la formación de imágenes por medio de espejos es a través de la óptica geométrica, o trazado de rayos. Este método consiste en considerar la reflexión de unos cuantos rayos divergentes a partir de algún punto de un objeto que no se encuentre en el eje del espejo. El punto en el que se intersecarán todos esos rayos reflejados determina la ubicación de la imagen. Analizaremos ahora tres rayos cuyas trayectorias pueden trazarse fácilmente.

Rayo 1: Un rayo paralelo al eje del espejo pasa a través del punto focal de un espejo cóncavo o parece provenir del punto focal de un espejo convexo.

Rayo 2: Un rayo que pasa por el punto focal de un espejo cóncavo o que se dirige al punto focal de un espejo convexo se refleja paralelamente al eje del espejo.

Rayo 3: Un rayo que avanza a lo largo de un radio del espejo es reflejado a lo largo de su trayectoria original.

En una situación específica, sólo se necesitan dos de estos tres rayos para ubicar la imagen de un punto. Si se eligen los rayos que proceden de un punto extremo del objeto, la imagen restante se puede completar generalmente por simetría.