Deber: Realizar las actividades 35 y 36 de la página 158.
A qué se debe la variada coloración que apreciamos en los cuerpos?
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La luz blanca es una mezcla de oscilaciones electromagnéticas de diversas frecuencias, correspondientes a diferentes colores. Newton obtuvo el clásico espectro de colores, haciendo incidir sobre un prisma la luz solar procedente de la rendija de una persiana.
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La luz blanca está compuesta por diferentes colores y al incidir sobre los cuerpos estos absorben o transmiten una parte y reflejan otra.
La variada coloración que apreciamos en los objetos se sustenta en dos de los fenómenos que cumplen las ondas luminosas; la reflexión y la absorción de la luz.
El fenómeno de la reflexión de a luz se pone de manifiesto al incidir un haz luminoso sobre una superficie pulimentada, como por ejemplo, sobre un espejo. En este caso, al incidir el haz de luz sobre la superficie reflectora, el has de luz se desvía y es devuelto al medio de donde proviene.
El fenómeno de la reflexión de la luz tiene sus leyes.
Leyes de la reflexión
- El ángulo que forma el rayo de luz incidente con la normal es igual al ángulo que forma el rayo de luz reflejado con la normal.
- El rayo de luz incidente, la normal y el rayo de luz reflejado se encuentran en un mismo plano.
Refracción de la luz
¿Por qué un lápiz que se encuentra dentro de un vaso, que contiene agua, se observa como si estuviera quebrado en la superficies de separación entre el aire y el agua?
Es evidente que debe suceder algo, que hace que la luz que refleja el lápiz y llega a nuestros ojos no se comporte igual cuando lo vemos fuera del agua a como lo vemos dentro de ella. Por otra parte, mientras la luz viaja por un mismo medio homogéneo esta se propaga en línea recta, pero al cambiar de medio esta puede desviarse o no en dependencia de si su incidencia en la superficie de separación es perpendicular u oblicua con respecto a ella.
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Si se hace incidir con cierta inclinación un haz de luz sobre la superficie del agua o de un cuerpo de vidrio, se aprecia un haz reflejado y, además, otro que penetra, desviándose bruscamente. Cuando las ondas en la superficie del agua llegan a una zona de diferente densidad óptica (otro medio), también puede ocurrir una desviación de su dirección de propagación. La razón de estas desviaciones radica en el cambio de velocidad de las ondas al pasar de un medio a otro. Cuando un haz de luz llega a un medio diferente -por ejemplo, cuando desde el aire llega al agua o al vidrio- una parte puede reflejarse y otra refractarse.
El paso de las ondas, y en particular de la luz, de un medio a otro con el consiguiente cambio de su velocidad, se denomina refracción.
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El fenómeno de la refracción de la luz cumple con las siguientes leyes:
Leyes de la refracción
- El rayo refractado está en el plano determinado por el rayo incidente y la perpendicular a la superficie en el punto de incidencia (normal).
- Cuando el haz de luz pasa de un medio de menor densidad óptica a otro de mayor (por ejemplo, del aire, al agua, o al vidrio), el ángulo de refracción es menor que el de incidencia, y a la inversa, cuando pasa del medio de mayor densidad óptica al de menor (por ejemplo, del agua o el vidrio al aire), el ángulo de refracción es mayor. Si el ángulo de incidencia es de 0° con respecto a dicha perpendicular, el ángulo de refracción también es de 0°.
A medida que aumenta el ángulo de incidencia aumenta el de refracción.
Paso de la luz a través de un prisma. Obtención de luz blanca
Cuando el haz de luz atraviesa un prisma, se desvía y se hace más ancho, ocurriendo la separación de los colores que lo componen. Este fenómeno se conoce como dispersión cromática, o de colores de la luz. Los haces de diferentes colores se separan debido a que tienen distintas velocidades; mientras menor es la velocidad, mayor es la desviación del haz. A su vez, la diferente velocidad de los haces de colores se explica por sus distintas frecuencias. Como sabes, a mayor frecuencia de la onda, corresponde una menor velocidad de su propagación en el medio.
Es posible volver a obtener luz blanca una vez que haya atravesado un prisma. Esto es posible si colocamos un segundo prima de modo que los rayos incidentes sean los descompuestos por el primer prima.
Interferencia
Fenómeno de la superposición de dos o mas haces luminosos coherentes, lo cual da lugar a la formación de zonas claras y oscuras.
El experimento realizado A principio del siglo XIX, el físico y médico inglés Tomás Young (1723-1829) permite el estudio del fenómeno de interferencia de la luz.
En esencia, en el experimento de Young consiste en:
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La luz que atraviesa un orificio (muy pequeño) incide sobre una pantalla en la que abierto otros dos pequeños orificios muy cercanos. De estos orificios salen conos de haces luminosos. Los haces emergentes de dichos orificios se superponen. Si a continuación colocamos una pantalla, observaremos una sucesión de franjas claras y obscuras y se denomina patrón de interferencia.
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Las características del patrón de interferencia pueden tener diferentes características en función de los determinados factores.
El experimento de Young fue el primer experimento que permitió calcular la longitud de onda de los rayos luminosos.
Para determinar la posición de los máximos (zonas iluminadas) y los mínimos ( zonas oscuras) en el patrón de difracción, se aplican las siguientes ecuaciones:
máximos---------- 
mínimos----------
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La interferencia en láminas delgadas tiene sus regularidades. En el siguiente enlace encontrarás algunos elementos sobre este fenómeno.
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Difracción de la luz
La difracción de la luz es el fenómeno en el cual la dirección de propagación de la luz se curva al pasar por la vecindad de un objeto.
Este fenómeno es apreciable al observar detalladamente los bordes de un cuerpo opaco iluminado con una fuente de luz, o cuando se ilumina una diminuta abertura. En este caso, si colocamos una pantalla podemos observar un patrón compuesto por zonas claras y oscuras. La zona central estará brillantemente iluminada y a ambos lados aparecerán zonas coloreadas.
El patrón de difracción puede variar al utilizar redes con diferentes redes y al colocar filtros de diferentes longitudes de onda.
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El fenómeno de la difracción tiene sus regularidades. En el siguiente enlace encontrarás algunos elementos sobre este fenómeno y podrás consultar ejercicios resueltos sobre el tema.
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Polarización de la luz
Existen algunos tipos de cristales en los que la luz natural que incide sobre ellos no se comporta de la misma forma que en los comunes. Este es el caso de los cristales de Turmalina.
Cuando incide luz natural perpendicularmente sobre una de las caras de un cristal de turmalina, cortado convenientemente, no se detectará variación en la intensidad de la luz emergente aunque se gire el cristal, sin embargo , no sucede lo mismo cuando colocamos un segundo cristal a continuación del primero. En este caso, cuando giramos el segundo cristal observaremos que la intensidad de la luz emergente puede variar en determinadas posiciones, yendo desde un máximo de intensidad hasta no haber prácticamente luz emergente.
Este fenómeno recibe el nombre de polarización de la luz, y la luz que emerge del segundo cristal luz polarizada.
Polarización de la luz: Es el fenómeno mediante el cual se obtiene una luz polarizada.
La luz polarizada es aquella en la que el vector intensidad de campo eléctrico oscila en una sola dirección.
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En la siguiente presentación encontrarás elementos que profundizan en el fenómeno de la polarización de la
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