Fotometría II- Fotografía I- UNC

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Fotometría II
LA LUZ
● Agente físico que ilumina los objetos y los hace visibles.
● Claridad que irradian los objetos en combustión, ignición o incandescencia.
● Ondas electromagnéticas sensibles al ojo humano que transportan energía llamada
radiante y se propaga transversalmente en todos los medios, incluyendo el vacío, y en todas
direcciones.
● Radiación emitida por incandescencia (estado del cuerpo, que por hallarse muy caliente
emite luz propia.) o por luminiscencia (emisión de luz por una sustancia con la propiedad de
emitir luz en frío en efecto de alguna excitación) que ilumina las cosas y las hace visibles
La luminiscencia se clasifica en:
Fotoluminiscencia:
a) Fluorescencia: se produce cuando una sustancia ha sido expuesta a radiaciones
ultravioletas u otras radiaciones, incluyendo los haces de electrones o partículas.
b) Fosforescencia: es la fluorescencia retardada. La luz continua después de cesada
la radiación excitante.
Triboluminiscencia: excitación mecánica.
Termo luminiscencia: excitación térmica.
Crío luminiscencia: excitación térmica.
Electroluminiscencia: es una iluminación difusa. Aplicando corriente alterna a paneles de
escasa conductancia, excita la luminiscencia del material interpuesto entre ellos y produce
una incandescencia suave.
Radio luminiscencia: excitación por radiación de ondas de longitud muy cortas.
Quimo luminiscencia: es producida por una reacción química. Es una solución de aldehído
fórmica con una solución alcohólica alcalina.
Bioluminiscencia: es la producción de luz por quimioluminiscencia en los organismos
vivos, como hongos, bacterias, luciérnagas y peces.
Sonoluminiscencia: excitación por vibraciones sonoras o ultravioletas.
De esto podemos resumir que la luz:
1 Es una energía electromagnética.
2 Se transmite en forma radiante y ondulatoria
3 Que es cíclica
4 Que su poder de penetración es limitado
TEORÍAS DE LA NATURALEZA DE LA LUZ
Las explicaciones a la naturaleza de la luz que se aceptaron y apoyaron fueron primero la
corpuscular de Newton, más tarde la ondulatoria de Huygens, luego la electromagnética de
Maxwell y la cuántica de Planck Y finalmente la mecánica ondulatoria de Broglie.
La teoría corpuscular sobre la luz, desarrollada por Isaac Newton, Él decía que la luz
estaba formada por pequeños corpúsculos que salían del cuerpo luminoso y que al herir el
ojo permitían ver los objetos de donde habían partido. Estos, se propagan en línea recta,
pueden atravesar medios transparentes, y ser reflejados por materias opacas: La luz al
reflejarse en los espejos y al pasar de un medio transparente a otro, por ejemplo del agua al
aire, el rayo se quiebra y se desvía de su dirección inicial. Newton sostenía también que la
velocidad de la luz era mayor en el medio más denso (agua en este caso) pues esa es una
consecuencia de su teoría corpuscular
La teoría ondulatoria: El astrónomo holandés Huygens, llegó a la conclusión de que la luz
es el movimiento ondulatorio de un fluido llamado éter que llena el espacio, existiendo, en
un instante dado, zonas en las que las partículas están sometidas a gran presión y otras
zonas contiguas en las que hay menos presión. Por medio de esta teoría se explicaba las
leyes de la reflexión y de la refracción, pero hasta en el vacío, como medio ideal para
propagarse la luz, invalidaba en parte su teoría. Debido a la autoridad científica de Newton,
la teoría ondulatoria de la luz debió esperar mucho tiempo antes de ser aceptada.La teoría
de Huygens decía que la velocidad de la luz disminuye al penetrar en el agua. Esta
contradicción de las dos teorías fue un gran incentivo para medir la velocidad de la luz. Pero
el concepto de éter era contradictorio. Por una parte, el éter no ofrecía resistencia cuando
era atravesado por la materia y, por otro lado, era imprescindible que fuera elástico, y la
existencia de ondas transversales exigía cierta capacidad de movimiento de las partículas
que constituían el éter. Cuando Fizeau y Foucault lograron determinar la velocidad de la luz,
comprobaron que la luz se propaga con mayor velocidad en los medios menos densos. La
teoría ondulatoria de Huygens explicaba todos los fenómenos luminosos conocidos hasta
los últimos años del siglo XIX.
La teoría electromagnética: Maxwell, al calcular la velocidad de las ondas
electromagnéticas, observó que era igual a la calculada para la luz, y de este hecho se
deduce la naturaleza electromagnética de la luz, que en 1837 fue comprobada
experimentalmente por Hertz. Hertz descubrió un nuevo fenómeno luminoso: cuando un
cuerpo cargado de electricidad era iluminado, preferentemente con luz ultravioleta, se
desprendían de él, cargas eléctricas negativas. A este fenómeno se le llamó efecto
fotoeléctrico y su estudio llevó a la conclusión, de que sólo es explicable si la luz se
comporta como si estuviera constituida por corpúsculos: un retorno a la teoría de Newton.
Los físicos de hoy se encuentran ante la curiosa duplicidad del comportamiento de la luz: en
algunos casos se revela como ondulatoria y en otros, como corpúsculos. Planck estudió la
emisión de cuerpos radiantes a partir de la teoría de Maxwell y se encontró con serias
dificultades que le indujeron a sentar la hipótesis de que la emisión de la luz se efectúa de
modo discreto o finito mediante cuántos (pequeñas cantidades de propagación) de energía
(fotones)
La teoría cuántica de Planck: Esta teoría establece que los intercambios de energía entre
la materia y la luz, solo son posibles por cantidades finitas (cuántos) átomos de luz. Esta
teoría tropieza con el inconveniente de no poder explicar los fenómenos de tipo ondulatorio:
Interferencias, difracción. Nos encontramos nuevamente con dos hipótesis contradictorias,
la teoría electromagnética y la de los cuantos. Cada cuanto es portador de una cantidad de
energía que depende de la frecuencia de la emisión y es igual al producto h x y en el cual h
es la constante de Planck e Y es la frecuencia de la radiación. En el caso de la luz el cuanto
recibe el nombre de fotón.
La teoría mecánica ondulatoria: De Broglie. Aún a la teoría electromagnética y la de los
cuantos, herederas de la ondulatoria y corpuscular respectivamente, evidenciando la doble
naturaleza de la luz. Esta teoría establece así la naturaleza corpuscular de la luz en su
interacción con la materia y la naturaleza electromagnética en su propagación. Actualmente
se admiten las dos hipótesis: la teoría ondulatoria, mediante la cual se describen
perfectamente los fenómenos de propagación, mientras que es necesario la teoría cuántica
para comprender los fenómenos de emisión, absorción y dispersión de las radiaciones. Es
decir que coexisten dos teorías opuestas, siendo imposible explicar con cada una de ellas
por separado los fenómenos luminosos. Se admite que la luz está formada por fotones en lo
referente a su interacción con la materia, y por ondas electromagnéticas en cuanto a su
propagación (enunciado por Broglie).
PROPIEDADES DE LA LUZ
La luz tiene propiedades semejantes aunque proceda de diferentes fuentes, y estas
propiedades surgen del análisis de las definiciones de la luz.
A) Es irradiada por una fuente
B) Es capaz de trasladarse por el vacío y pasar a través de determinadas sustancias
(transparentes para cada tipo de energía electromagnética)
C) Se desplazan en el vacío a 300.00km/seg. la velocidad varía por diversas causas, siendo
las principales la longitud de onda y la naturaleza del medio atravesado
D) Se propaga en línea recta y en forma de ondas reguladoras que vibran
perpendicularmente a la dirección de su desplazamiento.