Fundamentos y Propiedades Físicas de la Luz: Ondas, Reflexión y Refracción

Luz: Energía y Propiedades Fundamentales

La luz es la energía radiante electromagnética a la cual es sensible el ojo humano. Existen otras radiaciones que el ojo no puede percibir, como las ultravioletas e infrarrojas.

La luz posee las propiedades físicas de este tipo de radiaciones:

• Es irradiada a partir de una fuente luminosa.
• Es capaz de propagarse en el vacío.
• Se desplaza en forma de ondas de manera rectilínea.
• Su velocidad es de 300.000 km/s.

Unidades de medida: Ángstrom y nanómetro.

Espectro Electromagnético

A continuación, se presenta la clasificación de los tipos de ondas electromagnéticas, ordenadas de menor a mayor frecuencia (o energía):

1. Ondas de radio
2. Microondas
3. Infrarrojas
4. Luz visible
5. Ultravioleta
6. Rayos X
7. Rayos gamma

Teorías sobre la Naturaleza de la Luz

Históricamente, la naturaleza de la luz ha sido explicada mediante dos modelos principales:

Teoría Corpuscular

Sostiene que la luz está formada por cuerpos (partículas o corpúsculos) que son emitidos por la fuente luminosa.

Teoría Ondulatoria

Sostiene que lo que se emiten son ondas, explicando la propagación de la luz como un fenómeno ondulatorio.

Fenómenos Ópticos de la Luz

Reflexión

Fenómeno que se produce cuando la luz choca contra la superficie de separación de dos medios diferentes (ej. un espejo) y rebota. La luz es devuelta en mayor o menor proporción según las características de la superficie.

Leyes de la Reflexión

Aunque el texto original menciona la Ley de Snell, la descripción corresponde a las Leyes de la Reflexión:

• El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están contenidos en el mismo plano.
• El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión siempre son iguales.

Tipos de Reflexión

• Especular: Ocurre en superficies brillantes, donde la luz se refleja en una única dirección.
• Difusa: Ocurre en superficies mate, donde la luz se dispersa en distintas direcciones.
• Mixta: Típica de superficies metálicas, es una mezcla de las dos anteriores, aunque predomina una dirección sobre las demás.

Refracción

Es el cambio que experimenta la velocidad y dirección de un rayo de luz al pasar de un medio transparente a otro de diferente densidad (como el cristal, plástico o agua). Al cambiar de medio, la velocidad de la luz se reduce.

Interferencia

Es el efecto que se produce cuando dos o más ondas se solapan o entrecruzan.

Tipos de Interferencia

• Constructiva: Se produce en los puntos en que dos ondas de la misma frecuencia que se solapan o entrecruzan están en fase; es decir, cuando las crestas y los valles de ambas ondas coinciden, resultando en una onda de mayor amplitud.
• Destructiva: Se produce cuando dos ondas de la misma frecuencia están completamente desfasadas una respecto a la otra; es decir, cuando la cresta de una onda coincide con el valle de otra. Las ondas se cancelan mutuamente.

Difracción

Es una dispersión o desviación de la luz que se produce en el borde de los obstáculos que encuentra al propagarse.