Explorando la Naturaleza de la Luz: Ondas, Espectro Electromagnético y Óptica

La Naturaleza Dual de la Luz

(T7) Naturaleza de la luz: Se considera que la luz es onda y partícula, presentando una dualidad. La luz se propaga mediante ondas electromagnéticas, exhibiendo las propiedades de una onda y, en su interacción con la materia, manifestando su carácter corpuscular.

Ondas Electromagnéticas

Ondas electromagnéticas: Son ondas transversales que consisten en la propagación, sin necesidad de un soporte material, de un campo eléctrico y uno magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación.

Características de las Ondas Electromagnéticas:

• Se originan por cargas eléctricas aceleradas.
• Consisten en la variación periódica del estado electromagnético del espacio.
• No necesitan un soporte material para propagarse.
• Los módulos del campo magnético y del campo eléctrico están relacionados.

Espectro Electromagnético

Espectro electromagnético: Se pueden obtener distintas ondas electromagnéticas con diferente frecuencia. Al ordenar todas estas ondas electromagnéticas, se obtiene el espectro electromagnético.

Reflexión y Refracción de la Luz

Reflexión y refracción: Cuando una onda lumínica alcanza la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza, parte de esa luz es absorbida, otra se refleja y otra se refracta. Cuando la luz pasa del vacío a otro medio, disminuye su longitud de onda.

Leyes de la Reflexión:

• El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están en el mismo plano.
• El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Leyes de la Refracción:

• El rayo incidente, la normal y el rayo refractado están en el mismo plano.

Llamamos índice de refracción de un medio al cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en ese medio. Se llama ángulo límite a aquel ángulo de incidencia que hace que el ángulo de refracción valga 90º. Se dice que se ha producido reflexión total.

Lentes y Formación de Imágenes

Una lente es un sistema óptico formado por un medio transparente de índice de refracción diferente al del medio exterior y que limita mediante dos superficies o dioptrios, uno de los cuales es esférico y el otro puede ser plano o esférico.

Dispersión de la Luz

Dispersión de la luz: La luz blanca está formada por un conjunto de radiaciones de distinta frecuencia, es decir, es una mezcla de luces de distintos colores. Cuando la luz blanca incide sobre un medio con un índice de refracción mayor al del aire, se produce una refracción diferente para cada una de esas frecuencias, por lo que se podrán separar y distinguir entre ellas.

Polarización de la Luz

Polarización de la luz: Ondas longitudinales (sonido). Ondas transversales (luz). Una onda está polarizada solamente cuando vibra en un plano; si puede vibrar en varios, no lo está. Maneras de polarizar: Sustancias polarizadas, por absorción selectiva, por reflexión: el ángulo de incidencia depende del material en el que se refracta: n = tg î.

Formación de Imágenes en Espejos Esféricos

Forma de la imagen en espejos esféricos:

• Si el objeto está a más distancia del espejo que el centro de curvatura: real, invertida, menor.
• Si está sobre el centro de curvatura, la imagen se forma ahí siendo: real, invertida, igual.
• Si está en el foco, no se produce imagen.
• Si está entre el foco y el polo del espejo es: virtual, derecha, mayor.

La imagen de un objeto formada por un espejo convexo es: virtual, derecha, menor.

Formación de Imágenes en Lentes Delgadas

Forma de la imagen en lentes delgadas:

• Si el objeto está a más distancia de la lente que el doble de la distancia focal: real, invertida, menor.
• Si está al doble de la focal: real, invertida, igual.
• Si está a más que la distancia focal pero menos que x2 de esta: real, invertida, mayor.
• Si está sobre el foco: no se forma imagen.
• Si está a una distancia menor que la distancia focal: virtual, derecha, mayor.

En las lentes...