Rayos X y óptica: naturaleza de los rayos X, reflexión total, refracción y espejos cóncavos

Rayos X: Naturaleza y Propiedades

¿Qué son los Rayos X? ¿De qué depende su poder de penetración?

Los Rayos X son ondas electromagnéticas de longitud de onda que varía entre 10 y 0,001 nm, o con una frecuencia entre 30 y 3000 PHz. Su poder de penetración depende de la cantidad de energía que tienen. Como la energía es igual a hc/λ, a menor longitud de onda, mayor será su energía; luego, aumenta su poder de penetración.

Rayos X: Radiaciones Ionizantes. ¿De qué dependen? ¿Qué significan?

Son radiaciones con energía mayor o igual a 10 KeV. Con esta energía es suficiente para ionizar la materia (separar electrones, átomos y moléculas).

Diferencia entre Rayos X Duros y Blandos

Los Rayos X duros tienen una longitud de onda más pequeña que los Rayos X blandos, lo que les confiere mayor energía y, por tanto, mayor penetración en la materia.

Cómo se produce una imagen en una Radiografía

Los Rayos X traspasan la materia blanda. Por tanto, una radiografía es una imagen registrada en una placa o película fotográfica. Al interponer un objeto entre la fuente de Rayos X y el receptor de la placa, las partes más densas aparecen con diferentes tonos de grises en función de la densidad del objeto.

Óptica: Comportamiento de la Luz

¿La luz solar o de las estrellas se curva?

Sí, se curva. Esto se debe a que pasa del vacío (n=1) a un medio como la atmósfera (n > 1), desviándose y acercándose a la normal. Las estrellas no están donde aparentan; la posición de las estrellas la vemos en la línea del rayo refractado.

¿En qué condiciones se produce Reflexión Total? ¿Por qué se ve doblado el lápiz en el agua?

La reflexión total se produce si se cumplen dos condiciones:

• El rayo de luz debe moverse de un medio con un índice de refracción mayor a uno menor ('n' mayor a 'n' menor).
• Los rayos que inciden deben formar un ángulo mayor que el ángulo crítico.

Un ejemplo es la fibra óptica.

El lápiz se ve doblado porque los rayos luminosos se refractan al pasar del aire al agua. En el caso de observar el lápiz desde fuera, la luz pasa del agua al aire y cambia de dirección.

Considere un espejo esférico cóncavo con un objeto real, ¿la imagen es siempre real e invertida?

No, porque cuando el objeto real está entre el foco y el espejo esférico cóncavo, la imagen es virtual, derecha y más grande. En cambio, si el objeto está más alejado del foco, la imagen será real e invertida.