CAPÍTULO VIICAPÍTULO VIIOPTICA FÍSICAOPTICA FÍSICA

LuzLuz Tipo de onda electromagnéticaTipo de onda electromagnética

No requiere medio para transmitirseNo requiere medio para transmitirsePequeño rango del espectro (400nm-Pequeño rango del espectro (400nm-

700nm)700nm) Vel. de propagación: 3x108 m/s (en el vacío)Vel. de propagación: 3x108 m/s (en el vacío)

Cuerpos opacos impiden paso de la luz Cuerpos opacos impiden paso de la luz (crean sombras)(crean sombras)

Cuerpos transparentes permiten paso de Cuerpos transparentes permiten paso de luz y visibilidad total luz y visibilidad total

Translúcidos difunden la luz (objetos no se Translúcidos difunden la luz (objetos no se ven claramente a través de ellosven claramente a través de ellos).).

Propagación de la luzPropagación de la luz

Si la fuente luminosa se alejara del objeto, la Si la fuente luminosa se alejara del objeto, la sombra disminuiría su tamaño.sombra disminuiría su tamaño.

Si la fuente luminosa se acercara al objeto, la Si la fuente luminosa se acercara al objeto, la sombra aumentaría su tamaño. sombra aumentaría su tamaño.

A B C

FUENTE DE LUZCUERPO OPACO

SOMBRA

Reflexión de la luzReflexión de la luz Se da cuando el rayo de luz no pasa a otra Se da cuando el rayo de luz no pasa a otra

superficie, sino que regresa al medio originalsuperficie, sino que regresa al medio originalReflexión especular: Se da cuando la superficie Reflexión especular: Se da cuando la superficie

es lisa (espejo, agua)es lisa (espejo, agua)Rayo incidente (i)Rayo incidente (i)Rayo reflejado (r)Rayo reflejado (r)Normal (n)Normal (n)

Reflexión difusa: si la superficie no es lisaReflexión difusa: si la superficie no es lisa Leyes de reflexiónLeyes de reflexión

Rayo incidente, normal y rayo reflejado están en Rayo incidente, normal y rayo reflejado están en el mismo plano.el mismo plano.

Ángulo de incidencia Ángulo de incidencia θθ11 = ángulo de relfexión = ángulo de relfexión θθ22

i

n

r

θθ1 θθ2

Actividad 1Actividad 11.1. Se debe a que reflejan la luz parte de la luz Se debe a que reflejan la luz parte de la luz

que recibenque reciben2.2. Porque la atmósfera es translúcida, por lo Porque la atmósfera es translúcida, por lo

tanto, difumina la luz del soltanto, difumina la luz del sol3.3. A continuación:A continuación:

i

n

3535

5555

i

n

r5050 5050

i

n

r

3030 303060

θ1θ1= 0

θ2θ2=0

1

2

3535

40

i

ir

r

3

4

ImágenesImágenesFormación de imágenes es consecuencia Formación de imágenes es consecuencia de la reflexión de la luzde la reflexión de la luz

Imagen virtual: Luz reflejada por un Imagen virtual: Luz reflejada por un espejo. Producto de las intersecciones de espejo. Producto de las intersecciones de los rayos reflejados.los rayos reflejados.Distancia objeto-espejo=distancia Distancia objeto-espejo=distancia

imagen-espejo (en un espejo plano)imagen-espejo (en un espejo plano)Tamaño imagen = tamaño objetoTamaño imagen = tamaño objeto

Imagen real: formada directamente por Imagen real: formada directamente por los rayos de luz (ej: las que forma el los rayos de luz (ej: las que forma el proyector)proyector)

Refracción de la luzRefracción de la luz Se da cuando el rayo de luz pasa de un medio Se da cuando el rayo de luz pasa de un medio

al otro y cambia su direcciónal otro y cambia su direcciónn

rr

θ1

θ2

Rayo incidente (i)Rayo incidente (i) Rayo refractado (rr)Rayo refractado (rr) Normal (n)Normal (n) Ángulo de incidencia (Ángulo de incidencia (θθ1)1) Ángulo de refracción (Ángulo de refracción (θθ2)2)

i

medio1

medio2

Objetos translúcidos: refracción se da en Objetos translúcidos: refracción se da en ángulos diferentes.ángulos diferentes.

Índice de refracción (n): cociente de la Índice de refracción (n): cociente de la velocidad de la luz en el vacío (c) por la velocidad de la luz en el vacío (c) por la velocidad de la luz en el medio (v) n = c/vvelocidad de la luz en el medio (v) n = c/v

Ley de Snell y relaciones derivadasLey de Snell y relaciones derivadas1) n1) n11sensenθθ11=n=n22sensenθθ22

2) sen2) senθθ11/sen /sen θθ22 = v = v11/v/v22 nn11= índice de refracción = índice de refracción

del medio1del medio1 nn22= índice de refracción = índice de refracción

del medio 2del medio 2 ΘΘ11= ángulo de = ángulo de

incidenciaincidencia ΘΘ22= ángulo de = ángulo de

refracción refracción vv11= vel. de la luz en = vel. de la luz en

medio 1medio 1 vv22= vel. de la luz en = vel. de la luz en

medio 2medio 2

Medio 1 menos denso Medio 1 menos denso que medio 2que medio 2

θθ1 1 > > θθ22

vv1 1 >> vv22

nn11< < nn22

Medio 1 más denso que Medio 1 más denso que medio 2medio 2

θθ11< < θθ22

vv1 1 << vv22

nn11> > nn22

Reflexión total internaReflexión total interna Cuanto más grande sea el ángulo de incidencia, Cuanto más grande sea el ángulo de incidencia,

llegará un punto en el que el ángulo de refracción, llegará un punto en el que el ángulo de refracción, valdrá 90ºvaldrá 90º. .

El haz refractado ira El haz refractado ira por la frontera de por la frontera de ambos medios y ese ambos medios y ese ángulo se llama ángulo ángulo se llama ángulo críticocrítico

Los haces que formen ángulos de más de 90º con Los haces que formen ángulos de más de 90º con la normal quedarán retenidos en el primer mediola normal quedarán retenidos en el primer medio

Si nSi n11>n>n22, se , se dará reflexión total interna si eldará reflexión total interna si el ángulo ángulo de incidencia es mayor que el ángulo crítico o de incidencia es mayor que el ángulo crítico o límite (L) , donde sen L= límite (L) , donde sen L= nn11/n/n22

Fénómenos relacionados con el índice Fénómenos relacionados con el índice de refracciónde refracción

1.1. Ejemplo de la piscina: se da porque al pasar la Ejemplo de la piscina: se da porque al pasar la luz del aire al agua (más densa), el ángulo de luz del aire al agua (más densa), el ángulo de refracción se acerca a la normalrefracción se acerca a la normal

2.2. Ejemplo de la estrella: al pasar la luz del vacío Ejemplo de la estrella: al pasar la luz del vacío a un medio más denso (el aire) el ángulo de a un medio más denso (el aire) el ángulo de refracción se hace más pequeño.refracción se hace más pequeño.

3.3. La duración del día se prolonga en virtud de la La duración del día se prolonga en virtud de la refracción solar en la atmósfera: porque refracción solar en la atmósfera: porque aunque el sol no dé directamente, el ángulo de aunque el sol no dé directamente, el ángulo de refracción permite que algunos rayos de luz refracción permite que algunos rayos de luz lleguen a la tierra.lleguen a la tierra.

4.4. Espejismos: se dan por la reflexión total Espejismos: se dan por la reflexión total ocurrida al pasar la luz del aire frío (mas ocurrida al pasar la luz del aire frío (mas denso) al aire cálido ( menos denso) denso) al aire cálido ( menos denso)

Los ColoresLos ColoresLuz blanca (espectro visible) compuesta Luz blanca (espectro visible) compuesta

por los colores del arco irispor los colores del arco irisEstos están ordenados desde el violeta Estos están ordenados desde el violeta

(menor longitud de onda, mayor frecuencia) (menor longitud de onda, mayor frecuencia) hasta el rojo (menor frecuencia, mayor hasta el rojo (menor frecuencia, mayor longitud de onda)longitud de onda)

Dan lugar a fenómenos como la Dan lugar a fenómenos como la descomposición de la luz en un prisma y el descomposición de la luz en un prisma y el arco irisarco iris

Los objetos los observamos de diferentes Los objetos los observamos de diferentes colores debido a que absorben ciertos colores debido a que absorben ciertos colores y reflejan el resto.colores y reflejan el resto.

Intensidad y flujo luminosoIntensidad y flujo luminosoFotometría: determina las intensidades de las Fotometría: determina las intensidades de las fuentes luminosas y las iluminaciones de las fuentes luminosas y las iluminaciones de las superficies.superficies.

Intensidad luminosa: Cantidad de luz Intensidad luminosa: Cantidad de luz producida o emitida por un cuerpo luminoso. producida o emitida por un cuerpo luminoso. Unidad: candela o bujía decimal (cd o bd)Unidad: candela o bujía decimal (cd o bd)

Flujo luminoso: cantidad de energía luminosa Flujo luminoso: cantidad de energía luminosa que atraviesa en un segundo una superficie que atraviesa en un segundo una superficie de 1 mde 1 m22,, perpendicular a los rayos de luzperpendicular a los rayos de luz Unidad: lumen (lm)Unidad: lumen (lm)

Unidad: lumen (lm)Unidad: lumen (lm)Unidad: lumen (lm)Unidad: lumen (lm)

Ley de la iluminaciónLey de la iluminación Iluminación: cantidad de luz que reciben las Iluminación: cantidad de luz que reciben las

superficies de los cuerpos.superficies de los cuerpos.Unidad: lux (lx) que es la iluminación Unidad: lux (lx) que es la iluminación

producida por una bujía decimal sobre una producida por una bujía decimal sobre una superficie de 1msuperficie de 1m22,, a 1m de distancia.a 1m de distancia.

Ley de la iluminación: La iluminación que Ley de la iluminación: La iluminación que recibe una superficie es directamente recibe una superficie es directamente proporcional al cuadrado de la distancia que proporcional al cuadrado de la distancia que existe entre la fuente y la superficieexiste entre la fuente y la superficie E = I/dE = I/d22; donde; donde

E= iluminación (lx)E= iluminación (lx) I= intensidad de la fuente luminosa (cd)I= intensidad de la fuente luminosa (cd)d= distancia entre la fuente luminosa y la superficied= distancia entre la fuente luminosa y la superficie

¡ MUCHAS GRACIAS !¡ MUCHAS GRACIAS !

La actividad 2 será resuelta en La actividad 2 será resuelta en la pizarrala pizarra