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clase3luz-120728091103-phpapp01

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Escuela	
  de	
  Tecnología	
  
Médica	
  
“Física	
  Óp5ca,	
  naturaleza	
  de	
  la	
  luz	
  
y	
  fenómenos	
  asociados.	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
Bio@sica	
  de	
  la	
  visión”	
  
	
  
Que	
  es	
  la	
  Luz?	
  
•  La	
  luz	
  (del	
  laHn	
  lux,	
  lucem)	
  es	
  la	
  clase	
  de	
  energía	
  
electromagné5ca	
  radiante	
  capaz	
  de	
  ser	
  percibida	
  
por	
  el	
  ojo	
  humano.	
  En	
  un	
  sen5do	
  más	
  amplio,	
  el	
  
término	
  luz	
  incluye	
  el	
  rango	
  entero	
  de	
  radiación	
  
conocido	
  como	
  el	
  espectro	
  electromagné5co.	
  La	
  
ciencia	
  que	
  estudia	
  las	
  principales	
  formas	
  de	
  
producir	
  luz,	
  así	
  como	
  su	
  control	
  y	
  aplicaciones,	
  
se	
  denomina	
  óp5ca.	
  
Longitud	
  de	
  Onda	
  
•  	
  La	
  longitud	
  de	
  una	
  
onda	
  es	
  la	
  distancia	
  
entre	
  dos	
  crestas	
  
consecu5vas,	
  en	
  
otras	
  palabras	
  
describe	
  lo	
  larga	
  
que	
  es	
  la	
  onda.	
  	
  
Luz	
  
•  Naturaleza	
  Dual	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
   	
  Ondulatorias	
  
•  Caracterís5cas	
  	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
   	
  Corpusculares	
  
http://insting.mxl.uabc.mx/~lydia/Historia_luz.pdf 
Teoría	
  Ondulatoria	
  
•  Esta	
  teoría	
  considera	
  que	
  la	
  luz	
  es	
  una	
  onda	
  
electromagné5ca,	
  consistente	
  en	
  un	
  campo	
  eléctrico	
  que	
  
varía	
  en	
  el	
  5empo	
  generando	
  a	
  su	
  vez	
  un	
  campo	
  
magné5co	
  y	
  viceversa.	
  De	
  esta	
  forma,	
  la	
  onda	
  se	
  
autopropaga	
  indefinidamente	
  a	
  través	
  del	
  espacio,	
  con	
  
campos	
  magné5cos	
  y	
  eléctricos	
  generándose	
  
con5nuamente.	
  Estas	
  ondas	
  electromagné5cas	
  son	
  
sinusoidales,	
  con	
  los	
  campos	
  eléctrico	
  y	
  magné5co	
  
perpendiculares	
  entre	
  sí	
  y	
  respecto	
  a	
  la	
  dirección	
  de	
  
propagación.	
  
Recordemos	
  
•  Amplitud	
  (A):	
  Es	
  la	
  longitud	
  máxima	
  respecto	
  a	
  
la	
  posición	
  de	
  equilibrio	
  que	
  alcanza	
  la	
  onda	
  en	
  
su	
  desplazamiento.	
  	
  
•  Periodo	
  (T):	
  Es	
  el	
  5empo	
  necesario	
  para	
  el	
  paso	
  
de	
  dos	
  máximos	
  o	
  mínimos	
  sucesivos	
  por	
  un	
  
punto	
  fijo	
  en	
  el	
  espacio.	
  	
  
•  Frecuencia	
  (f):	
  Número	
  de	
  de	
  oscilaciones	
  del	
  
campo	
  por	
  unidad	
  de	
  5empo.	
  Es	
  una	
  can5dad	
  
inversa	
  al	
  periodo.	
  	
  
•  Longitud	
  de	
  onda	
  (λ):	
  Es	
  la	
  distancia	
  lineal	
  entre	
  
dos	
  puntos	
  equivalentes	
  de	
  ondas	
  sucesivas.	
  	
  
•  Velocidad	
  de	
  propagación	
  (v):	
  Es	
  la	
  distancia	
  
que	
  recorre	
  la	
  onda	
  en	
  una	
  unidad	
  de	
  5empo.	
  
En	
  el	
  caso	
  de	
  la	
  velocidad	
  de	
  propagación	
  de	
  la	
  
luz	
  en	
  el	
  vacío,	
  se	
  representa	
  con	
  la	
  letra	
  c.	
  	
  
Teoría	
  Corpuscular	
  
•  La	
  teoría	
  corpuscular	
  estudia	
  la	
  luz	
  como	
  si	
  
se	
  tratase	
  de	
  un	
  torrente	
  de	
  parHculas	
  sin	
  
carga	
  ni	
  masa	
  llamadas	
  fotones,	
  capaces	
  de	
  
portar	
  todas	
  las	
  formas	
  de	
  radiación	
  
electromagné5ca.	
  	
  
Tipos	
  de	
  Ondas	
  
•  Mecánicas	
  (es	
  una	
  perturbación	
  tensional	
  que	
  	
  
necesita	
  un	
  medio	
  material	
  para	
  propagarse)	
  	
  
•  Electromagné5cas	
  (forma	
  de	
  propagación	
  de	
  la	
  
radiación	
  electromagné5ca	
  a	
  través	
  del	
  espacio,	
  
no	
  necesitan	
  de	
  un	
  medio	
  para	
  propagarse	
  
(vació).	
  
Espectro	
  EM	
  
•  3	
  variables;	
  
•  λ	
  
•  Frecuencia	
  
•  Energía	
  
•  Si	
  recordamos:	
  
•  A	
  mayor	
  longitud	
  de	
  
onda	
  menor	
  
frecuencia	
  (y	
  menor	
  
energía	
  según	
  la	
  
relación	
  de	
  Plank).	
  
	
  
http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Planck 
Fuente	
  Emisora	
  
•  Fuentes	
  Naturales	
  (el	
  Sol).	
  
•  Fuentes	
  Ar5ficiales	
  
(una	
  lámpara).	
  
Fuente	
  Emisora	
  
•  Fuentes	
  Primarias,	
  estas	
  
producen	
  la	
  luz	
  que	
  
emiten	
  (Sol).	
  
•  Fuentes	
  Secundarias,	
  las	
  
secundarias	
  reflejan	
  la	
  luz	
  
de	
  otra	
  fuente	
  (la	
  Luna).	
  
	
  
Fuente	
  Emisora	
  
•  Fuentes	
  Difusas,	
  La	
  luz	
  difusa	
  incide	
  sobre	
  los	
  objetos	
  
desde	
  múl5ples	
  ángulos,	
  proporcionando	
  una	
  iluminación	
  
más	
  homogénea.	
  
•  Fuente	
  Puntual,	
  La	
  luz	
  puntual	
  se	
  origina	
  en	
  un	
  punto	
  más	
  
o	
  menos	
  reducido	
  respecto	
  al	
  objeto	
  que	
  ilumina,	
  
pudiéndose	
  hablar	
  de	
  una	
  direccionalidad	
  más	
  o	
  menos	
  
similar	
  entre	
  los	
  rayos	
  que	
  emite	
  
Velocidad	
  Ondas	
  EM	
  
•  La	
  velocidad	
  de	
  una	
  onda	
  en	
  
la	
  materia	
  depende	
  de	
  la	
  
elas5cidad	
  y	
  densidad	
  del	
  
medio.	
  	
  
•  La	
  velocidad	
  de	
  las	
  ondas	
  
electromagné5cas	
  en	
  el	
  vacío	
  
(entre	
  ellas	
  la	
  luz)	
  es	
  
constante	
  y	
  su	
  valor	
  es	
  de	
  
aproximadamente	
  300.000	
  
km/s	
  (c)	
  .	
  Al	
  atravesar	
  un	
  
medio	
  material	
  esta	
  velocidad	
  
varía	
  sin	
  superar	
  nunca	
  su	
  
valor	
  en	
  el	
  vacío.	
  	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  V	
  =	
  f	
  x	
  λ	
  
Fenómenos	
  Asociados	
  a	
  la	
  Luz	
  
1.	
  	
  Refracción,	
  es	
  el	
  cambio	
  brusco	
  
de	
  dirección	
  que	
  sufre	
  la	
  luz	
  al	
  
cambiar	
  de	
  medio.	
  Este	
  
fenómeno	
  se	
  debe	
  al	
  hecho	
  de	
  
que	
  la	
  luz	
  se	
  propaga	
  a	
  
diferentes	
  velocidades	
  según	
  el	
  
medio	
  por	
  el	
  que	
  viaja.	
  
Ley	
  de	
  Snell	
  
•  Es	
  una	
  fórmula	
  simple	
  
u5lizada	
  para	
  calcular	
  el	
  
ángulo	
  de	
  refracción	
  de	
  la	
  
luz	
  al	
  atravesar	
  la	
  superficie	
  
de	
  separación	
  entre	
  dos	
  
medios	
  de	
  índice	
  de	
  
refracción	
  dis5nto.	
  	
  
2.	
  Reflexión,	
  es	
  el	
  cambio	
  de	
  
dirección	
  de	
  un	
  rayo	
  o	
  una	
  
onda	
  que	
  ocurre	
  en	
  la	
  
superficie	
  de	
  separación	
  
entre	
  dos	
  medios,	
  de	
  tal	
  
forma	
  que	
  regresa	
  al	
  medio	
  
inicial.	
  	
  
Fenómenos	
  Asociados	
  a	
  la	
  Luz	
  
Angulo	
  Cri5co	
  
•  Es	
  el	
  ángulo	
  mínimo	
  de	
  
incidencia	
  en	
  el	
  cual	
  se	
  
produce	
  la	
  reflexión	
  total	
  
interna.	
  	
  
•  Se	
  denomina	
  reflexión	
  total	
  
interna	
  al	
  fenómeno	
  que	
  se	
  
produce	
  cuando	
  un	
  rayo	
  de	
  
luz,	
  se	
  refracta	
  de	
  tal	
  modo	
  
que	
  no	
  es	
  capaz	
  de	
  atravesar	
  
la	
  superficie	
  entre	
  ambos	
  
medios	
  reflejándose	
  
completamente.	
  
Fenómenos	
  Asociados	
  a	
  la	
  Luz	
  
3.	
  Interferencia,	
  en	
  la	
  
mecánica	
  ondulatoria	
  la	
  
interferencia	
  es	
  lo	
  que	
  
resulta	
  de	
  la	
  superposición	
  
de	
  dos	
  o	
  más	
  ondas,	
  
resultando	
  la	
  creación	
  de	
  un	
  
nuevo	
  patrón	
  de	
  ondas.	
  
Fenómenos	
  Asociados	
  a	
  la	
  Luz	
  
4.	
  Difracción,	
  es	
  un	
  fenómeno	
  
caracterís5co	
  de	
  las	
  ondas	
  
que	
  consiste	
  en	
  la	
  
dispersión	
  y	
  curvado	
  
aparente	
  de	
  las	
  ondas	
  
cuando	
  encuentran	
  un	
  
obstáculo.	
  	
  
La	
  luz	
  como	
  parHcula	
  
Efecto	
  Fotoeléctrico	
  
•  Consiste	
  en	
  la	
  emisión	
  de	
  electrones	
  por	
  un	
  material	
  cuando	
  se	
  le	
  
ilumina	
  con	
  radiación	
  electromagné5ca	
  (luz	
  visible	
  o	
  ultravioleta,	
  
en	
  general).	
  A	
  veces	
  se

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