Embed Size (px)
Citation preview
Qué es y cuál es la velocidad de la luz
La velocidad de la luz es una medida estipulada por la comunidad científica, generalmente utilizada por los ámbitos de la ciencia de estudios físicos y astronómicos. Sirve para el entendimiento sobre los cuerpos celestes, astronómicos, para saber cómo es su comportamiento y la transmisión de la radiación electromagnética, como la luz es percibida por el ojo humano. El basamento teórico de la “velocidad de la luz” es expresado mediante la relación que se plantea entre cuanta es la tardanza de la luz en traspasar en el vacío desde un punto a otro, y se mide en el tiempo.
A modo de ejemplo podemos decir entonces que la luz del sol tarda aproximadamente 8 minutos y 19 segundos en llegar a la tierra. Se considera que la velocidad de la luz es una constante universal, invariable en el tiempo y espacio físico. Recorre 299.792.458 metros por segundo y 1080 millones de kilómetros por hora. Se relaciona con otra medida estipulada que es el “año luz”, este se refiere a la distancia recorrida por la luz en el tiempo que dura un año.
Ahora bien, la rapidez se transmite por otros medios que no son el “vacío”, su transmisión depende de su permisividad eléctrica, de su permeabilidad magnética, y otras características electromagnéticas. Existen entonces ámbitos físicos que facilitan electromagnéticamente su transmisibilidad y otros que la obstaculizan. El entendimiento sobre el comportamiento de la luz no es menor, no solo por sus estudios astronómicos, sino también para comprender lo concerniente a cómo se dan las comunicaciones en la Tierra principalmente con los satélites.
(Longitud de Onda – Frecuencia.)
Origen e historia de la velocidad de la luz.
Los griegos fueron los primeros en escribir sobre el origen de la luz y su pensamiento consistía en que ésta emanaba de los objetos y entonces la visión humana era emitida para capturarla.A partir del siglo XVII, con científicos de edad antigua, no se consideraba que la luz viajara, para ellos era una cuestión instantánea. Este entendimiento se dio a partir de la observación de los eclipses. Fue recién Galileo Galilei quien mediante la realización de experimentos cuestionó este principio de “instantaneidad” de la distancia que recorre la luz.
Varios experimentos fueron llevados a cabo por distintos científicos, algunos con suerte y otros no, sin embargo todos estos estudios físicos en esta época científica incipiente perseguían el objetivo
de medir la velocidad de la luz aun con las complicaciones de que sus instrumentos y métodos eran inexactos y primarios. Galileo Galilei fue el primero en realizar un experimento de medición de este fenómeno, sin embargo no obtuvo resultados que ayudan a calcular el tiempo de transmisión de la luz.
Ole Roemer fue el primero en intentar medir la velocidad de la luz en el año 1676 con un éxito pertinente. Él detectó mediante el estudio de los planetas, de la sombra terrestre reflejada sobre el cuerpo de Júpiter, que el tiempo entre los eclipses era menor cuando la distancia a la Tierra decrecía, y viceversa. Del cual obtuvo un valor de 214.000 kilómetros por segundos, un número aceptable dado el nivel de precisión con el cual se podía medir en aquella época la distancia de los planetas.
(Método de Roemer para la medición.)
Luego en el año 1728 James Bradley también estudió la velocidad de la luz pero observando las trasformación de las estrellas, detectando cual era el desplazamiento que se daba en relación al movimiento de la Tierra alrededor del Sol, de ello obtuvo un valor de 301.000 Kilómetros por segundo.
En definitiva se han empleado una gran variedad de métodos para mejorar la exactitud en la medición, siendo el caso en 1958 del científico Froome quien llegó al valor de 299.792,5 kilómetros por segundo mediante un interferómetro de microondas, el más acertado al caso. La medición mejoró cualitativamente con el desarrollo de los aparatos láser que tienen mayor capacidad, gran estabilidad y utilizan relojes de cesio que mejorar la exactitud de las mediciones, esto a partir del año 1970.
(Tabla de velocidades de la luz en distintos medios.)
Lee todo en: Qué es y cuál es la velocidad de la luz - Significado, Concepto y Definición http://www.quees.mx/velocidad-de-la-luz/#ixzz3skYICtlW
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.
Características de las ondas electromagnéticas
Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 km/s, que se conoce como "velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c = 300000 km/s).
Características de las ondas
Propiedades de las ondas
La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior.
La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.
Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia como puede verse en el siguiente diagrama:
Más información sobre el Espectro Electromagnético
Más información sobre el Espectro Electromagnético
La LUZ es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con nuestros ojos.
Más información sobre la luz
2) Algunas propiedades de la luz
La luz presenta tres propiedades características:
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).
2.1.- La luz se propaga en línea recta
La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.
Sombras, penumbras y eclipses
- Si un foco, grande o pequeño, de luz se encuentra muy lejos de un objeto produce sombras nítidas.
- Si un foco grande se encuentra cercano al objeto, se formará sombra donde no lleguen los rayos procedentes de los extremos del foco y penumbra donde no lleguen los rayos procedentes de un extremo pero sí del otro.
Este fenómeno de sombra y penumbra es el que tiene lugar en los eclipses.
Más información
2.2.- La luz se refleja
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.
La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminosos al chocar contra la superficie de los cuerpos. La luz reflejada sigue propagándose por el mismo medio que la incidente.
La reflexión de la luz 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.
Más información
¿Por qué vemos los objetos?
Podemos ver los objetos que nos rodean porque la luz que se refleja en ellos llega hasta nuestros ojos.
Existen dos tipos de reflexión de la luz: reflexión especular y reflexión difusa.
Reflexión especular: La superficie donde se refleja la luz es perfectamente lisa (espejos, agua en calma) y todos los rayos reflejados salen en la misma dirección.
Más información
Reflexión difusa: La superficie presenta rugosidades. Los rayos salen reflejados en todas las direcciones. Podemos percibir los objetos y sus formas gracias a la reflexión difusa de la luz en su superficie.
Más información
Imágenes en un espejo plano
Al trazar los rayos, según las leyes de la reflexión, se forma una imagen virtual "detrás del espejo".
Más información
Imágenes en espejos curvos
Los espejos curvos pueden ser cóncavos (superficie curva con la parte central más hundida) o convexos (superficie curva con la parte central saliente).
Más información
2.3.- La luz se refracta
La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al pasar del aire al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta.
Las leyes fundamentales de la refracción son:
- El rayo refractado, el incidente y la normal se encuentran en un mismo plano.
- El rayo refractado se acerca a la normal cuando pasa de un medio en el que se propaga a mayor velocidad a otro en el que se propaga a menor velocidad. Por el contrario, se aleja de la normal al pasar a un medio en el que se propaga a mayor velocidad.
La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio en el que pueda propagarse se denomina índice de refracción (n) de ese medio: n = c / v
Más información
La dispersión de la luz, una manifestación de la refracción
La luz blanca es una mezcla de colores: si un haz de luz blanca atraviesa un medio dispersor, como, por ejemplo, un prisma, los colores se separan debido a que tienen diferentes índices de refracción.
Las lentes
Se emplean para muy diversos fines: gafas, lupas, prismáticos, objetivos de cámaras, telescopios, etc. Existen dos tipos:
- Lentes convergentes: Son más gruesas por el centro que por los extremos. Los rayos refractados por ellas convergen en un punto llamado foco.
- Lentes divergentes: Son más gruesas por los extremos que por el centro. Los rayos refractados no convergen en un punto, sino que se separan.
Más información
Imágenes a través de lentes
Para analizar las imágenes se emplean diagramas de rayos.
Más información
Más información
3) La luz y la materia: los colores de las cosas
La materia se comporta de distintas formas cuando interacciona con la luz:
- Transparentes: Permiten que la luz se propague en su interior en una misma dirección, de modo que vuelve a salir. Así, se ven imágenes nítidas. Ejemplos: Vidrio, aire, agua, alcohol, etc.
- Opacos: Estos materiales absorben la luz o la reflejan, pero no permiten que los atraviese. Por tanto, no se ven imágenes a su través. Ejemplos: Madera. metales, cartón, cerámica, etc.
- Translúcidos: Absorben o reflejan parcialmente la luz y permiten que se propague parte de ella, pero la difunden en distintas direcciones. Por esta razón, no se ven imágenes nítidas a su través. Ejemplos: folio, tela fina, papel cebolla, etc.
La luz blanca se compone de los diferentes colores del arco iris: violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo.
.
En realidad, existen tres colores: rojo, verde y azul, llamados colores primarios, que al mezclarse en diferentes proporciones dan lugar a todos los demás. Si se mezclan en las mismas cantidades producen luz blanca.
Los colores de los objetos se deben a dos causas distintas:
- Color por transmisión: Algunos materiales transparentes absorben toda la gama de colores menos uno, que es el que permiten que se transmita y da color al material transparente. Por ejemplo, un vídrio es rojo porque absorbe todos los colores menos el rojo.
- Color por reflexión: La mayor parte de los materiales pueden absorber ciertos colores y reflejar otros. El color o los colores que reflejan son los que percibimos como el color del cuerpo. Por ejemplo, un cuerpo es amarillo porque absorbe todos los colores y sólo refleja el amarillo.
Un cuerpo es blanco cuando refleja todos los colores y negro cuando absorbe todos los colores (Los cuerpos negros se perciben gracias a que reflejan difusamente parte e la luz; de lo contrario no serían visibles).
4) El ojo y la vista
El ojo humano es un completo instrumento óptico gracias al cual podemos percibir todos los fenómenos vistos hasta ahora.
Más información
Defectos de la vista
Se denomina ojo "emétrope" al ojo normal, es decir, aquél que enfoca bien los objetos lejanos y cercanos. Los defectos más habituales de la visión son:
- Miopía: Se produce en ojos con un globo ocular anormalmente grande, el cristalino no enfoca bien y la imagen de los objetos lejanos se forma delante de la retina y no en su superficie. Los miopes ven borrosos los objetos lejanos, pero bien los cercanos. Se corrige con lentes divergentes, que trasladan la imagen más atrás.
- Hipermetropía: El globo ocular es más pequeño de lo normal y la imagen de los objetos cercanos se forma detrás de la retina. Los hipermétropes ven mal de cerca pero bien de lejos. Se corrige usando lentes convergentes.
- Astigmatismo: Es un defecto muy habitual que se debe a deformaciones en la curvatura de la córnea. La visión no es nítida.
