TANMTANM“Visión y fenómenos “Visión y fenómenos

ondulatorios”ondulatorios”

Colegio CraighouseColegio Craighouse

A1. El ojo humanoA1. El ojo humano

Al formarse una Al formarse una imagen, la luz penetra imagen, la luz penetra por la pupila. La luz por la pupila. La luz penetra por la cornea y penetra por la cornea y es enfocada por el es enfocada por el cristalino, que actúa cristalino, que actúa como un lente.como un lente.

La imagen es La imagen es proyectada sobre la proyectada sobre la retina, la que, mediante retina, la que, mediante el nervio óptico, la el nervio óptico, la transmite al cerebrotransmite al cerebro

a)

b)

Acomodación del cristalino paraa) Visión lejanab) Visión cercana

El cristalino puede cambiar El cristalino puede cambiar su forma para enfocar la su forma para enfocar la imagen. A este proceso se le imagen. A este proceso se le llama llama acomodación.acomodación.La La profundidad de visiónprofundidad de visión es la capacidad para ver es la capacidad para ver objetos en tres dimensiones, objetos en tres dimensiones, que nos permite además que nos permite además establecer la cercanía de los establecer la cercanía de los objetos. Para ello se requiere objetos. Para ello se requiere la imagen percibida por la imagen percibida por ambos ojos.ambos ojos.

Las células delgadas y azules corresponden a los bastones. Las células celestes, verdes y rojas son los conos.

•Los bastones son las células que detectan el movimiento, perciben luz de baja intensidad y permiten la visión periférica (la visión en los bordes de nuestros ojos). A la percepción de luz se le llama visión fotópica•Los conos son responsables de la visión en colores (también llamada visión escotópica). Existen tres tipos de conos en la retina, cada uno asociado a la percepción de un color: Azul, verde y rojo.

Cada tipo de cono percibe principalmente un rango de longitudes de onda (un rango de colores). La sobreposición de los colores a nivel cerebral permite construir el resto del espectro

Colores como mezcla de luzColores como mezcla de luz La luz blanca es una mezcla de La luz blanca es una mezcla de

todos los colores del espectro todos los colores del espectro visible. Cada color corresponde a visible. Cada color corresponde a una longitud de onda (y una longitud de onda (y frecuencia) específica de la luzfrecuencia) específica de la luz

Un prisma puede separar los Un prisma puede separar los colores, en un fenómeno llamado colores, en un fenómeno llamado dispersióndispersión

Colores como mezcla de luzColores como mezcla de luz

Rojo, verde y azul Rojo, verde y azul son los llamados son los llamados colores colores primariosprimarios, ya que , ya que al mezclarlos los al mezclarlos los tres se obtiene luz tres se obtiene luz blanca.blanca.

http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Color_Vision#versions

A2. Ondas estacionariasA2. Ondas estacionarias

Una onda estacionaria se forma por la Una onda estacionaria se forma por la superposición (suma) de ondas incidentes superposición (suma) de ondas incidentes y reflejadas en un cierto medioy reflejadas en un cierto medio

http://www.didactika.com/fisica/ondas/ondas_estacionarias.html

Ondas estacionarias en una cuerdaOndas estacionarias en una cuerda

En el caso de una cuerda, al formarse la En el caso de una cuerda, al formarse la onda estacionaria se producen puntos de onda estacionaria se producen puntos de máxima oscilación (nodos) y zonas de máxima oscilación (nodos) y zonas de oscilación nula (antinodos)oscilación nula (antinodos)

http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Wave_on_a_String

(para acceder a la animación utilice el código 4266s)

Modos fundamentales de vibración Modos fundamentales de vibración de una cuerdade una cuerda

Dependiendo de la forma en que están Dependiendo de la forma en que están fijos sus extremos, una cuerda oscilará fijos sus extremos, una cuerda oscilará de forma distinta de forma distinta

Sí la cuerda tiene sus dos extremos fijos, Sí la cuerda tiene sus dos extremos fijos, cada extremo corresponde a un antinodo cada extremo corresponde a un antinodo (no oscilan).(no oscilan).

A la forma más simple de vibración se le A la forma más simple de vibración se le llama modo fundamental o primer llama modo fundamental o primer armónicoarmónico

En el caso del primer armónico, la En el caso del primer armónico, la longitud de la onda corresponde al doble longitud de la onda corresponde al doble del largo de la cuerdadel largo de la cuerda

λλ = 2L = 2LPara el resto de los armónicos se cumple Para el resto de los armónicos se cumple

quequennλλ = 2L = 2L

Ondas estacionarias en una cuerdaOndas estacionarias en una cuerda

En el caso de una cuerda, al formarse la En el caso de una cuerda, al formarse la onda estacionaria se producen puntos de onda estacionaria se producen puntos de máxima oscilación (nodos) y zonas de máxima oscilación (nodos) y zonas de oscilación nula (antinodos)oscilación nula (antinodos)

http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Wave_on_a_String

(para acceder a la animación utilice el código 4266s)

Efecto DopplerEfecto Doppler

En el caso de la luz:

fc

vf

EjemploEjemplo

Una ambulancia se desplaza a 100 km/h Una ambulancia se desplaza a 100 km/h por un carril de la carretera emitiendo un por un carril de la carretera emitiendo un sonido de 480 Hz de frecuencia. En el otro sonido de 480 Hz de frecuencia. En el otro carril se desplaza un automóvil a 80 km/h. carril se desplaza un automóvil a 80 km/h. Calcular las frecuencias que percibe el Calcular las frecuencias que percibe el conductor del automóvil antes y después conductor del automóvil antes y después de cruzarse con la ambulancia. de cruzarse con la ambulancia.

Ejemplo IBEjemplo IB1. The graph below shows the overall relative light absorption curve for the light-sensitive cells involved in scotopic vision. The relative light absorption is expressed as a percentage of the maximum.

1 0 0

8 0

6 0

4 0

2 0

0

re la tiv e lig h t ab so rp tio n

7 0 06 0 05 0 04 0 0

wavelength / nm(a) State the name of the cells involved in scotopic vision. (1)

(b) (i) On the axes above, sketch a relative light absorption curve for a cell involved in photopic vision.(2)

(ii) State the colour to which the cell is most sensitive.(1)

(c) Outline how colour blindness may arise from defects in the retina’s light sensitive cells. (3)

DifracciónDifracciónFenómeno característico de las ondas que se observa cuando una onda se distorsiona por un obstáculo cuyas dimensiones son comparables a la longitud de la misma.

RENDIJAS

b

Cuando la difracción ocurre en una sola rendija, los mínimos se ubican en posición múltiplos de

Los máximos y mínimos se producen por interferencia constructiva y destructiva

Cuando la difracción ocurre en una sola rendija, los mínimos se ubican en posición múltiplos de

Los máximos y mínimos se producen por interferencia constructiva y destructiva

Intensidad versus ánguloIntensidad versus ángulo La intensidad en el La intensidad en el

centro es la centro es la máxima con un máxima con un ángulo con valor 0, ángulo con valor 0, a medida que nos a medida que nos desplazamos, desplazamos, variando el ángulo variando el ángulo vemos que la vemos que la intensidad intensidad disminuyedisminuye

b

Cuando la difracción ocurre en una sola rendija, los mínimos se ubican en posición múltiplos de

Los máximos y mínimos se producen por interferencia constructiva y destructiva

θ θ

La luz no se propaga en línea recta al pasar por el extremo de una rendija, sino que se "dobla" , es decir se difracta.

La intensidad en el centro es máxima

CDs y DVDsCDs y DVDs

Polarizacion de la luzPolarizacion de la luzEs un fenómeno por el cual las vibraciones de un rayo luminoso, que como es sabido se producen en todos los planos normales a la dirección de propagación de éste, se realizan preferentemente en un solo plano determinado, que se llama, precisamente, plano de polarización.

Naturaleza electromagnética de la Naturaleza electromagnética de la luzluz

La naturaleza física de la La naturaleza física de la luz ha sido uno de los luz ha sido uno de los grandes problemas de la grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la Grecia se consideraba la luz como algo de luz como algo de naturaleza corpuscular, naturaleza corpuscular, eran corpúsculos que eran corpúsculos que formaban el rayo luminoso. formaban el rayo luminoso.

En 1678 Huygens defiende un modelo En 1678 Huygens defiende un modelo ondulatorio , la luz es una onda. Con este ondulatorio , la luz es una onda. Con este modelo se explicaban fenómenos como la modelo se explicaban fenómenos como la interferencia y difracción que el modelo interferencia y difracción que el modelo corpuscular no era capaz de explicar. corpuscular no era capaz de explicar.

Así la luz era una onda longitudinal, pero Así la luz era una onda longitudinal, pero las ondas longitudinales necesitan un las ondas longitudinales necesitan un medio para poder propagarse, y surgió el medio para poder propagarse, y surgió el concepto de éter como el "medio" en el concepto de éter como el "medio" en el que estamos inmersos. que estamos inmersos.

La solución al La solución al problema la dió problema la dió Maxwell en 1865, Maxwell en 1865, la luz es una la luz es una onda onda electromagnética electromagnética que se propaga que se propaga en el vacío. en el vacío.

Una onda electromagnética se produce Una onda electromagnética se produce por la variación en algún lugar del espacio por la variación en algún lugar del espacio de las propiedades eléctricas y de las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia. magnéticas de la materia.

Sustancias ópticamente activasSustancias ópticamente activas