Fundamentos de la Luz y el Sonido: Propiedades y Fenómenos Físicos

La Naturaleza de la Luz

La luz es una onda electromagnética o radiante que nos permite percibir el color y la forma de los objetos.

Conceptos básicos de las ondas

Una onda es una forma de transportar energía:

• Longitud de onda: distancia entre dos puntos que tienen el mismo estado de vibración (m).
• Frecuencia: número de oscilaciones por segundo (Hz).
• Periodo: tiempo que tarda en realizar una oscilación (s).

Fuentes y clasificación de la luz

Los cuerpos que emiten luz son fuentes luminosas:

• Naturales: el Sol.
• Artificiales: una bombilla.

Según la cantidad de luz que absorban o reflejen, los objetos se clasifican en:

• Transparentes
• Translúcidos
• Opacos

Propagación y Fenómenos Luminosos

La luz se propaga en línea recta a 300.000 km/s (en otros medios como el vidrio, su velocidad disminuye).

Sombras y penumbras

• Sombra: silueta oscura que se forma cuando un objeto opaco se interpone a un rayo.
• Penumbra: zona de contornos no definidos que se forma cuando el foco es grande y está cerca.

Reflexión de la luz

Es el cambio de dirección que experimenta un rayo al chocar con un cuerpo opaco. Existen dos tipos:

• Especular: los rayos salen reflejados paralelos en una misma dirección.
• Difusa: los rayos no son paralelos y se dispersan en todas direcciones debido a la irregularidad de la superficie.

Tipos de espejos

• Planos: reproducen imágenes idénticas al objeto.
• Curvos:
  • Cóncavo: parte interna de la cuchara.
  • Convexo: parte externa de la cuchara.

Refracción de la luz

Es el cambio de dirección y velocidad que experimenta un rayo cuando atraviesa dos medios distintos.

• Lentes convergentes: al atravesarlas, los rayos se concentran en un foco (ej. lupa).
• Lentes divergentes: los rayos cambian de dirección separándose.

El Color y la Teoría del Color

Percibimos los objetos del color que estos reflejan.

• Colores luz:
  • Primarios: rojo, azul, verde.
  • Secundarios (mezcla de primarios): amarillo, magenta y cian.
• Colores pigmento:
  • Primarios: amarillo, magenta, cian.
  • Secundarios: rojo, verde, azul.

Acústica: El Sonido

Las ondas sonoras se clasifican según su frecuencia: por debajo de 20 Hz son infrasonidos y por encima de 20.000 Hz son ultrasonidos.

Velocidad del sonido

• Aire: 340 m/s
• Agua: 1500 m/s
• Hierro: 5100 m/s

Cualidades del sonido

• Intensidad: cantidad de energía (fuerte o débil).
• Tono: determinado por la frecuencia (graves o agudos).
• Timbre: cualidad que permite distinguir la fuente sonora.

Fenómenos acústicos

• Eco: onda que se refleja en un objeto opaco a más de 17 metros y se escucha con claridad.
• Reverberación: fenómeno similar al eco, pero no se escucha con claridad y ocurre a menos de 17 metros.