Colegio Republica de Argentina.Dept. Ciencias. FisicaProf. Marcela Rubio M.

GUIA DE LUZ Y OPTICA

Propagación de la luzDe todos los fenómenos físicos, los relacionados con la luz posiblemente sean los más fascinantes e intrigantes. Las preguntas ¿qué es la luz?, ¿cómo es posible la visión?, ¿qué son los colores?, ¿cómo se forman los arco iris?, etc. han preocupado al ser humano desde siempre, siendo la historia de los esfuerzos por responderlas un aspecto central de las ciencias físicas.El estudio de la luz, denominado óptica, normalmente se divide en dos secciones: Propagación de la luz, en que se abordar la óptica sobre la base de la noción de rayo de luz (razón por la cual se denomina óptica geométrica) yNaturaleza de la luz, en el que se estudia la óptica considerando la luz como un fenómeno ondulatorio (en este caso hablaremos de óptica física).

A) La rapidez de la luzSegún las referencias históricas, quien primero intentó medir la rapidez de la luz fue Galileo Galilei (1564-1642) haciendo señales con una lámpara a otra persona situada a una distancia conocida. Si bien el método empleado por Galileo no era incorrecto, la gran rapidez con que viaja la luz, hacía impracticable el experimento.El primero en medir esta rapidez, en 1675, fue el astrónomo danés el Olaf Römer (1644 – 1710) a través de la observación de los satélites de Júpiter. Ellos giran alrededor de este planeta demorando cierto tiempo en completar una órbita. Cuando el planeta se encuentra más alejado de la Tierra, el movimiento de sus satélites parece retrasarse debido a que la luz que proviene de ellos demora más tiempo en recorrer una distancia mayor. La precisión obtenida con este método no fue muy buena, pero tuvo el mérito de probar que la luz no se propagaba de forma instantánea.En 1849, Hippolyte Fizeau (1819 – 1896) mide la velocidad de la luz dentro de un laboratorio. Su método consistió en interceptar un rayo de luz reflejado en un espejo con los dientes de una rueda giratoria. El resultado de las mediciones indicaba que la luz tendría una rapidez de 313.274 km/s en el aire. Años más tarde, en 1880, el físico estadounidense Albert Michelson (1852-1931) logra mayor exactitud con una técnica similar. Su método consiste en hacer girar con la rapidez exacta un sistema de espejos en el que se refleja un rayo de luz. Hoy se define la rapidez de la luz, en el vacío, como 299.792.456 m/s y se la designa con la letra “c”. Para efectos de cálculo, a menos que se indique algo diferente, empleamos la aproximación c = 3 x 108 m/s. Del mismo modo, aunque en el aire esta velocidad es levemente menro, también se emplea el mismo valor que par el vacío.B) Los fenómenos de luz y sombraSolamente mirando el borde de un objeto, como el marco de una puerta o una regla, sabemos si éste se ajusta o no a una recta. ¿Por qué? Porque intuitivamente partimos del hecho de que la luz se propaga en línea recta. Otra evidencia de su propagación rectilínea surge del análisis de las sombras. Si un punto P emite luz, una esfera opaca Q producirá en una pantalla o telón una sombra circular, tal como se ilustra en la figura.

Por otra parte, una mitad de la esfera estará iluminada y la otra estará sumida en la oscuridad. Si la fuente no es puntual, como se aprecia en la figura, veremos además una zona de penumbra. Estos fenómenos de luz, sombra y penumbra son bastante habituales en la vida diaria, pero donde resultan espectaculares es en el ámbito astronómico, particularmente en el caso de los eclipses. En efecto, el día y la noche, las fases de la Luna y los eclipses de Sol y de Luna son fenómenos de luz y sombra. Las siguientes figuras ilustran estos fenómenos.Fases Lunares

Las diferentes fases lunares para un observador en la Tierra, corresponden a la forma en que este satélite es iluminado por el Sol,

Eclipses

En la figura se observa como la luna proyecta su sombra sobre la Tierra, generando un eclipse de Sol.

Cuando la Tierra proyecta su sombra sobre la Luna, oscureciéndola, estamos frente a un eclipse lunar.

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C) La reflexión de la luz y los espejosLa luz se refleja prácticamente en todas las superficies a las que llega. Gracias a este fenómeno es que podemos ver la mayoría de las cosas que nos rodean: los árboles, las montañas, los muebles y las personas. Sin embargo, no todos los objetos reflejan la luz de la misma forma. Algunos la reflejan más ordenadamente que otros. En la siguiente figura el caso (a) ilustra lareflexión especular y el (b) lareflexión difusa.

La reflexión especular, es la reflexión que asociamos a los espejos o a superficies muy lisas, como una placa metálica, una madera muy pulida o la superficie del agua en reposo. Cuando la luz se refleja especularmente, se desvía en una sola dirección y casi sin pérdidas de energía, ya que un espejo refleja prácticamente toda la luz que incide sobre él. Aunque cuando hablamos de reflexión casi siempre pensamos en los espejos, es importante recordar que todos los cuerpos que vemos reflejan la luz. En efecto, podemos ver a los cuerpos que nos rodean debido a la reflexión difusa.La reflexión difusa es la que experimenta la luz cuando incide sobre un cuerpo cuya superficie no es lisa o pulida, sino que más bien irregular. Esto es lo que ocurre por ejemplo cuando miramos una flor. Este cuerpo podemos verlo debido a que la luz que incide sobre él se refleja en todas direcciones, con diferentes colores.Ley de la ReflexiónLa reflexión especular se rige por una sencilla ley, cuya formulación incluso, es bastante intuitiva. En efecto, tal como muestra la figura; si hacemos incidir un rayo de luz en un punto de una superficie reflectora, tendremos un rayo reflejado. Si trazamos en el punto de incidencia (donde llega el rayo incidente) una línea imaginaria perpendicular a la superficie reflectora, podremos apreciar que siempre se cumple que el ángulo de incidencia (formado por el rayo incidente y la normal) y el ángulo de reflexión (formado por el rayo reflejado y la normal) son de igual medida.

Es decir, los ángulos de incidencia ( i) y de reflexión ( r), medidos respecto de la línea

normal, son de iguales i = rEs importante notar que esta ley se cumple también en la reflexión difusa.

Imágenes en espejos planosNos resulta muy natural ver imágenes en espejos planos, como cuando nos peinamos frente a un espejo o miramos el reflejo de un paisaje de un lago. Pero ¿cómo se explica lo que vemos?, ¿qué caracteriza a esas imágenes? Cada vez que nos formulemos preguntas como estas, las respuestas las encontraremos en la ley de reflexión.¿Cómo se forman las imágenes que vemos en un espejo plano?Supongamos que una persona pone una flor frente al espejo, tal como ilustra la figura. Como muestra la figura. Al poner su ojo en la posición indicada, los rayos de luz que provienen de la flor real, serán reflejados por la superficie del espejo y llegarán al ojo humano, sin embargo, nuestro ojo no es capaz de percibir de dónde vienen los rayos de luz, sino que siempre los percibe como si vinieran en línea recta hacia él, es decir, el ojo percibirá como si viniesen del otro lado del espejo. Esto hace que el ojo capte la imagen del objeto en la posición que indica la figura. A esta imagen, que sólo capta el ojo, se le denomina imagen virtual; porque en definitiva, se trata de una especie de ilusión óptica.

La siguiente figura ilustra cómo se forma en un espejo plano la imagen (I) de una persona que se pone enfrente de él.

Este tipo de imagen se denomina virtual, puesto que sólo la capta nuestro ojo. En efecto, esta imagen está formada la “proyección” que nuestro ojo hace de los rayos reales.En contraposición existen imagenes a las que denominaremos reales, por estar conformadas por rayos de luz, y por lo tanto pueden proyectarse sobre una superficie o pantalla. Estas son las que se forman, por ejemplo, en el papel diamante de la cámara oscura o en un telón al proyectar una diapositiva. Otras características importantes de las imágenes que se producen en los espejos planos son: a) la distancia ente el objeto O y el espejo es igual a la distancia entre la imagen I y el espejo; b) el tamaño de la imagen es igual al tamaño del objeto; y c) la posición de la imagen es derecha en relación con el objeto; es decir, si la cabeza de la persona está arriba, la cabeza de la imagen también está arriba. No obstante, si la persona cierra el ojo derecho ¿qué ojo cierra la imagen? Comprueba estos hechos.Imágenes en espejos curvosEl tipo de espejo curvo más importante es el parabólico. Esta es la forma que apreciamos en muchas antenas de radio, televisión y radiotelescopios, lo que no es un hecho casual.Los espejos parabólicos pueden ser cóncavos o convexos. En ellos hay que reconocer un eje de simetría o eje óptico, un vértice (V) y un foco (F), los cuales se ilustran en los esquemas de la siguiente figura.

Si a estos espejos se envía un haz de rayos de luz paralelos al eje óptico, en el espejo cóncavo (figura a) se reflejan de modo que convergen a un punto, el cual corresponde a un foco real (F). En el caso del espejo convexo (figura b), divergen como si procedieran de un punto que está detrás del espejo y por el cual no pasan los rayos de luz, razón por la cual se denomina foco virtual (F). La distancia entre el vértice y el foco es la distancia focal y la designaremos f.Las siguientes figuras ilustran el trazado de rayos que explica la formación de las imágenes en dos casos particulares. ¿Qué pasa con la imagen de la flecha si el objeto se aproxima al espejo?

D) La refracción y las lentesD.1. Refracción en superficies planasLa refracción de la luz se produce simplemente cuando la luz cambia de medio de propagación, es decir, se transmite desde un medio a otro. Esto es lo que ocurre por ejemplo, cuando la luz pasa desde el aire hacia el agua, o bien desde el espacio exterior (casi vacío) hacia el aire atmosférico.Dependiendo de la dirección con que la luz incida sobre la superficie de un medio, la refracción puede generar además una desviación o cambio de dirección del rayo de luz.Por ejemplo, si la luz al cambiar de medio incide sobre el segundo medio de propagación de manera perpendicular a su superficie, hay refracción pero sin cambio de dirección.Sin embargo cuando la luz incide sobre el segundo medio de manera oblicua, se desvía tal como muestra la figura.

El cambio de medio o refracción implica un cambio de rapidez y al mismo tiempo un cambio de longitud de onda, por tanto, En estos casos pude cambiar el color de la luz, ya que tal como veremos más adelante, en un modelo ondulatorio de la luz, el color de ésta está asociado a su longitud de onda.¿De qué factores depende la desviación que experimenta la luz en su refracción?Supongamos que un rayo de luz se propaga por un medio en el que viaja con una velocidad V 1 y en cierto instante incide sobre otro de manera oblicua. Si trazamos una línea normal en el punto de incidencia (perpendicular a la superficie de contacto entre ambos medios), llamaremos a1 al ángulo de incidencia (formado por el rayo incidente y la normal) y a2 al ángulo de refracción (formado por el rayo refractado y la normal). Si llamamos V2 a la velocidad de la luz en el segundo medio de propagación, tenemos que:

Cuando el rayo de luz se refracta hacia un medio de mayor velocidad, se desvía alejándose de la normal.Cuando el rayo de luz se refracta hacia un medio de menor velocidad, se desvía acercándose a la normal.Esta es la razón por la cual un lápiz sumergido en un vaso con agua pareciera estar quebrado o el fondo de un recipiente con agua lo vemos más arriba de su posición real.Es fácil constatar que la refracción va siempre acompañada de una reflexión. En efecto, debes haber notado que el vidrio de una ventana se comporta como un espejo si en la habitación en que te encuentras hay mucha luz y afuera está muy oscuro. Si en estas condiciones aproximas un objeto, por ejemplo un dedo, a unos milímetros del vidrio y observas cuidadosamente, con seguridad verás dos o más imágenes de él.Otro hecho curioso que se desprende del análisis de la figura anterior, es que cuando miramos a través del vidrio de una ventana, los objetos que vemos no están exactamente allí donde los vemos. Lo mismo ocurre con los astros. Tampoco su luz procede exactamente de donde parece venir, pues, como lo ilustra la siguiente figura, la luz de una estrella se refracta al ingresar a la atmósfera terrestre.

Además, como en la atmósfera hay turbulencias, la densidad del aire varía permanentemente, haciendo cambiar la dirección en que llegan los rayos de luz, con lo cual las estrellas parecen estar cambiando de posición. Este efecto se conoce como titilación.D.2. La reflexión total internaLo más sorprendente de la refracción es que, en algunos casos, aun cuando un rayo de luz que viaja por un medio incida sobre una superficie de otro medio transparente, no pasa a él; es decir, no se refracta. Lo que hace en este caso es reflejarse como en el mejor de los espejos. Este fenómeno se denomina reflexión total interna y con seguridad lo has notado. Las siguientes figuras muestran algunos experimentos que ponen en evidencia este fenómeno.

Es importante comprender que esta reflexión total interna se produce solamente cuando el ángulo de incidencia supera cierto valor, conocido como ángulo límite, el cual depende de los medios. Por ejemplo, cuando los medios son vidrio y aire, este ángulo es de unos 42º (dependiendo principalmente del tipo de vidrio), y cuando es agua y aire, es de unos 48º.Debido a la gran calidad de la reflexión que se produce, este fenómeno tiene muchas aplicaciones técnicas: los prismáticos poseen juegos de prismas. ¿Cuál es su utilidad allí? Investiga qué otros instrumentos ópticos también los poseen.Sin embargo, la aplicación de mayor impacto es la fibra óptica. Ella se emplea hoy en día principalmente en comunicaciones, presentando grandes ventajas en esta materia. Se trata de delgadísimos “conductores de luz” de solo unas centésimas de milímetro de diámetro y de centenares de metros de longitud. Como lo ilustra la siguiente figura, la luz que ingresa por uno de los extremos de la fibra sale por el otro y no por sus paredes, pues en ellas se produce reflexión total interna.

Además, gracias a instrumentos construidos con fibras ópticas, los médicos pueden examinar los órganos internos de sus pacientes mediante una técnica que no resulta invasiva.D.3. Las lentesExaminaremos ahora lo que ocurre en las lentes. . Las lentes son dispositivos ópticos que permiten refractar la luz de manera regular, de acuerdo a ciertas reglas. En la siguiente figura se ha representado una lente y algunos de los elementos que nos interesan para comprender lo que ocurre en ellas: su eje óptico, el plano de la lente, sus focos (F) y su distancia focal (f).

Las superficies de las lentes pueden poseer distintas formas dando origen a distintos tipos de lentes, según lo indican los cortes (o perfiles) que se ilustran en la siguiente figura.

Lentes convergentes y divergentesAquellas lentes que poseen mayor espesor en el centro que en los bordes se denominan lentes convergentes y lentes divergentes aquellas en que ocurre lo contrario.La siguiente figura muestra la diferencia fundamental entre estos dos tipos de lentes. En las convergentes, rayos de luz que llegan a ellas paralelos al eje óptico, convergen hacia el foco que está del otro lado de la lente. En las divergentes en tanto, divergen como si vinieran del foco que está del mismo lado.

Las siguientes figuras muestran el trazado de rayos que explica la formación de imágenes (I) para diferentes objetos.

D.4. Sistemas ópticosCon dos o más lentes o con combinaciones de lentes, espejos y prismas, se pueden producir los efectos ópticos de mayor interés. Casos particularmente importantes son los del telescopio y del microscopio.El primer telescopio, inventado por Galileo, es un sistema óptico muy simple formado por dos lentes: una convergente, donde llega la luz de los astros, denominada objetivo, y otra divergente, por donde se mira con el ojo, denominadaocular.Otro telescopio de gran importancia posee dos lentes convergentes. Se diferencia del anterior porque produce imágenes invertidas, lo cual en astronomía carece de importancia. El trazado de rayos explica su funcionamiento a continuación.

Los dos telescopios descritos hasta aquí se denominanrefractores. El telescopio inventado por Newton es de tiporeflector y el trazado de rayos de la figura siguiente explica su funcionamiento.

D.5. La óptica del ojo

Naturaleza de la luz

A) Los coloresLos colores son responsables de gran parte de la belleza de que disfrutamos en nuestro mundo. ¿Qué son? ¿Cuántos existen? ¿Son una característica de los objetos o depende del color de la luz con que se los ilumine? En esta sección trataremos de responder preguntas como estas.Fue Newton quien descubrió que al hacer girar rápidamente un disco (el disco de Newton) pintado con diferentes colores, se veía blanco. Tú puedes hacer el experimento según se ilustra en la siguiente figura.

El disco de Newton nos prueba que el blanco no es un color, sino que corresponde a la sensación visual que se produce cuando se superponen muchos colores distintos.Lo mismo se puede comprobar si haces incidir sobre una cartulina blanca la luz de tres focos de distinto color, según se muestra en la siguiente figura. La zona donde llegan los tres colores se ve blanca.

El negro tampoco es un color, ya que corresponde a la ausencia de luz.Los colores con que vemos los objetos dependen tanto de los objetos como del color de la luz con que se los ilumine. El color con que vemos un objeto, al iluminarlo con luz blanca, corresponde al color que él más refleja. Por lo tanto, si vemos un objeto negro, se debe a que absorbe todos los colores; uno blanco, en cambio, los refleja todos, mientras uno verde absorbe todos los colores menos el verde, que es reflejado. Esta idea se ilustra en la siguiente figura.

Entonces, si en una habitación está todo pintado de verde y, estando a oscuras, entras a ella con una linterna que ilumina en rojo, ¿de qué color ves las cosas? Si haces el experimento, por ejemplo usando papeles celofán rojo para la linterna y cubres la habitación de verde, igualmente podrás ver algo y distinguir colores. Ello se debe a que el papel celofán no es muy buen filtro de colores. Esto se comprueba fácilmente mirando a través de dos papeles celofán de distintos colores, por ejemplo, uno rojo y uno verde. Si fueran buenos filtros, no debiéramos ver nada.

B) La dispersión cromáticaEn la refracción, la luz blanca se separa en diferentes colores. Este fenómeno se denomina dispersión cromática. El efecto es pequeño, pero puede ser amplificado por medio de un prisma triangular como lo hiciera Isaac Newton, a quien se atribuye su descubrimiento. Nótese el orden en que se distribuyen los colores. El que menos se desvía es el rojo, le sigue el anaranjado, luego el amarillo, después el verde, el azul y, finalmente, el violeta, que es el que más se desvía. El conjunto de colores así obtenido se denomina espectro óptico. Este fenómeno muestra que la luz blanca está formada por todos los colores del espectro.Para realizar el experimento, si no hay luz solar, puedes emplear cualquier foco potente, como el de un proyector de diapositivas. Si no tienes un prisma de vidrio o acrílico, puedes hacer uno con agua, del modo que se sugiere en la siguiente figura.

Este efecto se produce también en los vidrios de las ventanas, botellas y vasos, pero suele pasar desapercibido. En las lentes o gafas que usan las personas y en las lupas tampoco es significativo, pero en instrumentos ópticos constituye un complejo problema.Donde la dispersión cromática se muestra en todo su esplendor y belleza es en los arco iris. La luz del sol se dispersa en las gotas de lluvia, que actúan como prismas y además la refleja por reflexión total interna, del modo que se ilustra en la siguiente figura.

En un día de sol, en un jardín, puedes producir arco iris artificiales y estudiar desde qué ángulos, en relación al sol, se pueden observar.c) DifracciónAhora analizaremos otro fenómeno con que nos sorprende la luz. ¿Qué ocurre con la luz cuando pasa por una ventana u orificio? La respuesta, conforme a lo que vimos en el primer capítulo relativo a los fenómenos de luz y sombra, se da en la figura siguiente (superior). La respuesta, al parecer, es que aparentemente nada. Pero lo sorprendente es que si el orificio es muy pequeño, entonces la luz se abre llegando a lugares donde no la esperamos. La figura inferior ilustra este fenómeno, denominado difracción.

Con la punta de una aguja o alfiler haz un pequeño orificio en un papel metálico y mira con atención a través de él el foco de un poste de alumbrado público lejano, que hará las veces de emisor puntual de luz. Luego compara lo que ves directamente con lo que ves a través del orificio.Si observas con mucho cuidado verás que en la mancha de difracción se aprecian tenues anillos alternativamente iluminados y oscuros, así como algunos colores.Si dispones de un puntero láser puedes hacer el experimento que se describe en la siguiente figura.

Como puedes ver, la luz se comporta en este caso de un modo similar al sonido. La difracción del sonido nos resulta bastante natural, pero en la luz es sorprendente. Estamos acostumbrados a escuchar sonidos que se producen en lugares en que no podemos ver la fuente que los produce, debido a que la difracción del sonido es predominante en las ventanas y puertas de nuestras casas. En el caso de la luz, en cambio, si bien esta también se difracta, el efecto es notorio únicamente si el orificio por donde pasa es muy pequeño.E) InterferenciaSonido más sonido en algunos casos puede producir silencio. Esto sucede cuando dos ondas de sonido se superponen destructivamente, igual como se observa en las zonas nodales de una cuerda en vibración. ¿Será posible que en algún caso luz más luz produzca oscuridad? La respuesta es afirmativa.Quien lo demostrara en 1803, en un famoso experimento, fue Thomas Young (1773-1829). Éste consistió en hacer llegar un haz de luz simultáneamente a dos rendijas muy delgadas y muy cercanas, según se ilustra en el siguiente esquema.

F) Modelos sobre la luz¿Qué es la luz? La respuesta puede parecer obvia, la luz es “lo que vemos” o más bien “lo que nos permite ver las cosas que nos rodean”. Sin embargo el sentido de esta pre3gunta tiene que ver con la naturaleza misma de la luz. Es decir… ¿La luz es una onda o una corriente de partículas? Aún cuando hoy día se da por superado este debate asumiendo que la luz tiene una naturaleza dual; no fue un camino corto ni tampoco libre de obstáculos. En efecto, es una historia llena de contradicciones en la que los hombres de ciencia fueron discutiendo y probando modelos por siglos hasta llegar a establecer el modelo actual.

A principios del siglo XVIII, Isaac Newton desarrolló en una de sus más importantes obras, Optics (1704), una teoría destinada a explicar los fenómenos de la luz. Ella se basaba en la suposición de que la luz está constituida por minúsculas partículas que, como verdaderos proyectiles, viajan con gran rapidez y en línea recta. Si bien este modelo es bastante coherente, encuentra algunas dificultades para explicar algunos fenómenos, particularmente la interferencia. Estas dificultades sumadas a otras situaciones como el que la luz no transportara masa siendo una partícula, hizo renacer una antigua teoría propugnada por el físico y astrónomo holandés Cristian Huygens (1629 – 1695). El modelo propuesto por Huygens consideraba a la luz como una onda que podía propagarse en el espacio de la misma forma que lo hacían las ondas conocidas hasta el momento, es decir, sin transporte de materia, con lo que este modelo parecía ser más completo que el propuesto por Newton. Sin embargo, un solo detalle hacía tambalear el naciente modelo ondulatorio. El detalle que mencionamos se refiere a los siguiente, los científicos se preguntaban… si la luz es una onda… ¿cómo puede viajar en el vacío? Esto era de vital importancia, ya que todas las ondas conocidas hasta el momento meran ondas mecánicas, es decir, que requerían un medio de propagación. Huygens trató de superar el problema postulando la existencia de una sustancia que llenaba todo el Universo a la que llamó Eter. Esta idea, aunque ingeniosa no dejó conforme a los científicos, a quienes el gran prestigio de Newton les hizo terminar aceptando el modelo corpuscular.Sin embargo, al correr de los años ocurrieron diversos hechos que hicieron cambiar la mirada de los científicos paulatinamente. En las primeras décadas del siglo XIX, el médico Thomas Young descubre la interferencia y la difracción de la luz (fenómenos ondulatorios), lo que le hace revitalizar la teoría de Huygens. Sin embargo no es capaz de establecer porqué la luz viaja en el vacío. Años más tarde, James Clero Maxwell, un destacado ingeniero y físico en 1865 logra establecer un modelo matemático para el electromagnetismo de Michael Faraday y postula la existencia de ondas electromagnéticas, es decir ondas producidas por perturbaciones electromagnéticas y que viajan a través de la superposición de campos eléctricos y magnéticos, sin necesidad de medio alguno, es decir, pueden propagarse en el vacío.Los estudios de Maxwell, que dan origen al modelo electromagnético de la luz, en 1888 son confirmados de manera experimental por Hertz, quien produce ondas electromagnéticas.Sin embargo los descubrimientos de Maxwell y Hertz, aunque muy acabados, establecen un modelo para la luz que a principios del siglo XX no es capaz de explicar diversos fenómenos como la emisión de cuerpos incandescentes (estudiado por Max Planck) y el efecto fotoeléctrico (estudiado por Albert Einstein), lo que hizo necesario volver a revisar el modelo corpuscular. Este último esfuerzo dio por resultado un modelo (aceptado hasta hoy) que señala que la luz tiene una naturaleza dual.Que la luz tenga naturaleza dual, no significa que sea onda o partícula a la vez, sino que puede comportarse como una corriente de partículas o bien como una onda electromagnética, dependiendo de las circunstancias. Esta idea fue bastante resistida al principio ya que en esencia plantea una nueva forma de entender la naturaleza, donde el observador determina en gran medida lo que quiere ver. Así por ejemplo, si hacemos un experimento para demostrar que la luz es una onda electromagnética, ésta se comporta como tal. Por otra parte, si hacemos un experimento para demostrar que la luz es una corriente de partículas, la luz congruentemente se comportará como una corriente de partículas.Es importante en este caso el lenguaje, porque la naturaleza dual significa que la luz se puede comportar como una onda o como una corriente de partículas, pero no como ambas cosas al mismo tiempo (no es onda y partícula, sino que onda o partícula).

ACTIVIDADI. DESARROLLO

1) Explica las teorías acerca del origen de la luz.2) Ordena los distintos tipos de radiación electromagnético de mayor a menor longitud de

onda3) Explique la refracción y reflexión de la luz4) Cuál es la velocidad de la luz en el vacío.5) Donde se forma la Luz , explique6) Explique en que consiste una imagen virtual y una real7) Cuál es la diferencia entre espejo cóncavo y convexos8) Dibuje una un espejo cóncavo y sus partes que lo componen9) Dibuje como se forman las imágenes en con: un espejo plano, uno convexo, uno cóncavo,10) De 2 ejemplos de:

a) fuente natural

b) fuente artificial

II. ITEM VERDADERO (V) O FALSO (F).· __ Los cuerpos opacos son superficies que permiten la transmisión de luz· __ Cuando un objeto vibra produce cambios de presión en el medio· __ Las ondas luminosas son de naturaleza electromagnética· __ Las cortinas son cuerpos translúcidos· __ La absorción es el origen de la reflexión· __ Si la imagen se forma por la proyección de los rayos, es virtual· __ La lupa es una lente convergente que concentra los rayos en el foco· __ el fenómeno de emisión de luz por el aumento de la temperatura se conoce como bioluminicencia__ La sombra tiene la misma forma que el cuerpo opaco que las produce debido a la propagación rectilínea de la luz· __ Cuando un electrón esta excitado es porque ha absorbido energía· __ El rayo de luz no se desvía al pasar del aire al vidrio· __ La luz que emite la luciérnaga es producto de un fenómeno biológico

III. SELECCIÓN MULTIPLE

1. La luz se forma cuando:

a) Un electrón salta desde una órbita de mayor energía a una órbita de menor energíab) Un electrón absorbe energía quitando “luz” al exteriorc) Un electrón salta de una órbita a cualquier otra orbitad) Un electrón gira en torno al núcleo del átomo liberando energía producto de la velocidade) Un protón es liberado desde el núcleo del átomo

2. Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera:

a) La luna es una fuente primariab) La luna es una fuente naturalc) El sol es una fuente secundariad) El sol es una fuente naturale) Las estrellas son fuentes secundarias

3. Con el efecto fotoeléctrico prueba que:

a) La luz se comporta como ondab) La luz se comporta como corpúsculoc) La luz no se comporta como corpúsculod) La luz se comportan como onda y corpúsculoe) Ninguna de las anteriores

4. El hecho de que la luz se difracte prueba que:

a) La luz se comporta como ondab) La luz se comporta como corpúsculoc) La luz no se comporta como corpúsculod) La luz se comportan como onda y corpúsculoe) Ninguna de las anteriores

5. La teoría hoy aceptada en cuanto al comportamiento de la luz, dice que:

a) La luz se comporta sólo como un corpúsculob) La luz se comporta sólo como una ondac) La luz se comporta como un corpúsculo y una ondad) La luz no se comporta ni como corpúsculo ni como onda sino como una fuerzae) La luz no se comporta ni como corpúsculo ni como onda sino como la Energía

6. Del espectro electromagnético se desprende que el tipo de onda que tiene mayor longitud de onda es:

a) Las ondas de radiob) Las onda de celularesc) Las ondas de luz visibled) Las ondas de rayos Xe) Las ondas de rayos gamma

7. Cuando un átomo libera energía en forma de luz visible, el color queda determinado por

a) Las características del electrón que ha cambiado de orbita.

b) La frecuencia de la onda electromagnética emitida.c) Las características del átomo. d) La cantidad de electrones que se hayan liberadoe) No hay una regla que determine el color.

8. Con respecto a los colores es verdad que:

a) El negro es que el tiene mayor frecuenciab) El blanco es el que tiene mayor frecuenciac) El negro y el blanco tienen la misma frecuenciad) El negro y el blanco tienen frecuencias distintas.e) El negro y el blanco no tienen asociado una frecuencia

9. La cantidad de energía que lleva la luz es:

a) Directamente proporcional a la frecuencia, es decir a mayor frecuencia mayor energíab) Inversamente proporcional a la frecuencia, es decir a mayor frecuencia menor energíac) Independiente de la frecuenciad) Directamente proporcional a la cantidad de electrones que llevae) Inversamente proporcional a la cantidad de electrones que lleva

10. Es verdad que

a) La reflexión especular hace que podamos leer este párrafob) La reflexión difusa es la que tiene, por ejemplo, un espejo planoc) La reflexión especular se da cuando la superficie está bien pulida, como un espejod) La reflexión difusa genera las imágenes que vemos en un espejoe) Todas las anteriores son falsas

11. Los espejos planos:

a) Siempre generan imágenes virtuales, independiente de dónde se ponga el objetob) Siempre generan imágenes reales, independiente de dónde se ponga el objetoc) Generan imágenes virtuales y reales dependiendo de dónde se ponga el objetod) Forman imágenes mediante la reflexión difusae) Las imágenes de los espejos planos no son ni reales ni virtuales

12. En un espejo cóncavo si un rayo incidente pasa por el centro, entonces el rayo reflejado:

a) Se devuelve paralelo al eje ópticob) Se devuelve pasando por el fococ) Se devuelva pasando por el vérticed) Se devuelve por donde mismo llegóe) Se devuelve de forma horizontal