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.
La luz se comporta como una onda electromagnetica en todo lo referente a su propagación, sin embargo se comporta como un haz de partículas (fotones) cuando interaccionan con la materia.
La luz se comporta como una onda electromagnetica en todo lo referente a su propagación, sin embargo se comporta como un haz de partículas (fotones) cuando interaccionan con la materia.
Se llama luz a la radiación electromagnetica que puede ser percibida por el ojo humano. En fisica, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye el rango entero de radiación conocido como el espectro electromagnetico, mientras que la expresión luz visible denota la radiación en el espectro visible.
La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.
El estudio de la luz revela una serie de características y efectos al interactuar con la materia, que nos permiten desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.
NATURALEZA DE LA LUZ
A lo largo del tiempo hubieron dos teorias que se contradijeron una en contra de la otra; una de esas teorias nos dice que la luz se presenta en un comportamiento ondulatorio y la otra nos indica que la luz esta compuesta por particulas que viajan en linea recta.
Los primeros en debatir en este tema fueron los griegos entre ellos:
- Leucipo ( 450 a.C), Quien consideraba que todo cuerpo desprendia luz y que esta era captada por el alma.
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). |  |
La naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la luz como algo de naturaleza corpuscular, eran corpúsculos que formaban el rayo luminoso. Así explicaban fenómenos como la reflexión y refracción de la luz. Newton en el siglo XVIII defendió esta idea, suponía que la luz estaba formada por corpúsculos lanzados a gran velocidad por los cuerpos emisores de luz. Escribió un tratado de Óptica en el que explicó multitud de fenómenos que sufría la luz.
En 1678 Huygens defiende un modelo ondulatorio , la luz es una onda. Con este modelo se explicaban fenómenos como la interferencia y difracción que el modelo corpuscular no era capaz de explicar. Así la luz era una onda longitudinal, pero las ondas longitudinales necesitan un medio para poder propagarse, y surgió el concepto de éter como el "medio" en el que estamos inmersos. Esto trajó aún más problemas, y la naturaleza del eter fue un quebradero de cabeza de muchos científicos.
La solución al problema la dió Maxwell en 1865, la luz es una onda electromagnética que se propaga en el vacío. Quedaba ya por tanto resuelto el problema del éter con la aparición de estas nuevas ondas.
Maxwell se basó en los estudios de Faraday del electromagnetismo, y concluyó que las ondas luminosas son de naturaleza electromagnética. Una ONDA ELECTROMAGNÉTICA se produce por la variación en algún lugar del espacio de las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia. No necesita ningún medio para propagarse, son ondas transversales.
Una carga eléctrica oscilando con una determinada frecuencia, produce ondas electromagnéticas de la misma frecuencia. La velocidad con la que se propagan estas ondas en el vacío es:
c = 3 10 8 m/s
LA VELOCIDAD DE LA LUZ
El valor de la velocidad de la luz en el vacío es una de las constantes físicas más importantes
( C = 3 x 10⁸ m/s )
Muchos hombres de ciencia y experimentadores, aplicaron diferentes métodos para obtener esta medida y su insistencia marca una de las páginas más importantes del desarrollo de las ideas científicas.
Método de Galileo
En el año de 1607, situó dos observadores provistos de linternas en dos colinas. Uno de los observadores descubría la linterna y al observarse la luz de la linterna el otro descubría la suya. Como la velocidad de la luz es finita, decía Galileo, la señal debería volver al primer observador después de cierto tiempo ∆t, la velocidad de la luz sería
C = 2L/∆t ,
donde L era aproximadamente 1.5 km. El experimento de Galileo fracasó pero demostró que si la velocidad de la luz es finita su valor debe ser muy grande.
Método astronómico de Roemer
En 1676 el astrónomo del observador de París, Olaf Roemer, descubrió que existían ciertas discrepancias en la periodicidad de los eclipses de los satélites de Júpiter. Durante una mitad del año terrestre el intervalo entre dos eclipses consecutivos es más corto que durante la otra mitad del año. Roemer midió el periodo de uno de los satélites y encontró que cuando la Tierra se alejaba de Júpiter los períodos eran algo más largos que cuando la Tierra se aproxima. Roemer dedujo de sus observaciones que la luz necesita un tiempo de 22 minutos para recorrer una distancia igual al diámetro de la órbita terrestre. Aunque el astrónomo no hizo los cálculos, estos datos darían como resultado 2.15 x 10⁸ m/s para la velocidad de la luz.
Método de la rueda dentada de Fizeau
El primero que midió la velocidad de la luz por métodos puramente terrestres fue el físico francés Fizeau, quien en 1849 utilizó el procedimiento propuesto por Galileo, con la única diferencia que sustituyó a uno de los observadores por un espejo y el observador a mano de la linterna por una rueda dentada.
El esquema de este procedimiento se muestra en la Fig.
La luz procedente de la fuente F se refleja en el espejo semitransparente A, pasa luego entre los dientes aa' de la rueda, lleg al espejo M, se refleja en él y de regreso después de atravesar el espejo semitransparente A, llega al observador O. La rueda dentada gira cierto angulo durante un tiempo ∆t que transcurre mientras la luz llega al espejo M y regresa. Si la luz al regresar en lugar de encontrar el hueco por donde pasó inicialmente choca contra el diente más próximo que ha girado, el rayo luminoso no podrá ser visto por el observador O. Fizeau hizo la medición y obtuvo un valor de 3.15 x 10⁸ m/s pero repeticiones posteriores al mismo experimento han dado valores mas exactos de C = 2.99870 x 10⁸ m/s.
Método del espejo giratorio de Foucault
En 1868 el científico francés Foucault, midió la velocidad de la luz utilizando un espejo giratorio en lugar de la rueda dentada. La luz es emitida por la fuente F, atraviesa la lamina semitransparente M e incide sobre el espejo A, el cual gira alrededor de un eje O. El rayo reflejado en el espejo A llega al espejo cóncavo B, que tiene su centro de curvatura en el punto O. Después de que la luz se refleja en B, incide nuevamente en A y produce en F' la imagen del foco. Si el espejo A gira, la luz sigue reflejándose en la misma dirección puesto que la luz siempre incide radial mente en el espejo B. Si el espejo A gira con cierta velocidad la imagen producida desaparece y de esta forma se calcula la velocidad de propagación de la luz. En el experimento hecho por Foucault, la distancia recorrida por la luz era 8 metros y el espejo giraba 200 veces por segundo. El valor que obtuvo de la velocidad de la luz fue de 2.99810 x 10⁸ m/s.
INTERFERENCIA DE LA LUZ
La forma más sencilla de estudiar el fenómeno de la interferencia es con el denominado experimento de young que consiste en hacer incidir luz monocromatica (de un solo color) en una pantalla que tiene rendija muy estrecha. La luz difractada que sale de dicha rendija se vuelve a hacer incidir en otra pantalla con una doble rendija. La luz procedente de las dos rendijas se combina en una tercera pantalla produciendo bandas alternativas claras y oscuras.
El fenómeno de las interferencias se puede ver también de forma natural en las manchas de aceite sobre los charcos de agua o en la cara con información de los discos compactos; ambos tienen una superficie que, cuando se ilumina con luz blanca, la difracta, produciéndose una cancelación por interferencias, en función del ángulo de incidencia de la luz, de cada uno de los colores que contiene, permitiendo verlos separados, como en un arco iris.
POLARIZACIÓN DE LA LUZ
El fenómeno de la polarización se observa en unos cristales determinados que individualmente son transparentes. Sin embargo, si se colocan dos en serie, paralelos entre sí y con uno girado un determinado ángulo con respecto al otro, la luz no puede atravesarlos. Si se va rotando uno de los cristales, la luz empieza a atravesarlos alcanzándose la máxima intensidad cuando se ha rotado el cristal 90° sexagecimal respecto al ángulo de total oscuridad.
También se puede obtener luz polarizada a través de la reflexión de la luz. La luz reflejada está parcial o totalmente polarizada dependiendo del ángulo de incidencia. El ángulo que provoca una polarización total se llama ángulo de Brewster.
Muchas gafas de sol y filtros para cámaras incluyen cristales polarizadores para eliminar reflejos molestos.
LA FOTOMETRIA
La Fotometría es la ciencia que se encarga de la medida de la luz, como el brillo percibido por el ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual. No debe confundirse con la radiometría, encargada de la medida de la luz en términos de potencia absoluta.
A lo largo del tiempo hubieron dos teorias....HUBO imbécil HUBO!!!
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