La Luz - Naturaleza de la Luz

50 %
50 %
Information about La Luz - Naturaleza de la Luz
Education

Published on October 4, 2008

Author: profesoresparaelfuturo

Source: slideshare.net

Description

Generealidades de Óptica. - Material utilizado por la Cátedra de Física I de la UTN FRRO

La Luz Naturaleza de la luz Departamento Ciencias Básicas UDB Física Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Rosario Departamento de Ciencias Básicas - Unidad Docente Básica Física Cátedra: Física I

Introduciendo la luz Rayos de luz - Se reciben y no se emiten por los ojos - Viajan en línea recta - No necesitan un medio para propagarse - Se disipan al atravesar un medio - Existen medios en los que no hay propagación - ¿Partículas u ondas? Fuentes de luz: objetos a altas temperaturas, átomos excitados fuente puntual (a) fuente extensa (b) (cada punto es un emisor) fuentes directas (reflectores, lásers) Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Rayos de luz

- Se reciben y no se emiten por los ojos

- Viajan en línea recta

- No necesitan un medio para propagarse

- Se disipan al atravesar un medio

- Existen medios en los que no hay propagación

- ¿Partículas u ondas?

Fuentes de luz: objetos a altas temperaturas, átomos excitados

fuente puntual (a)

fuente extensa (b) (cada punto es un emisor)

fuentes directas (reflectores, lásers)

¿Qué es la luz? Newton : la luz es un haz de partículas Huygens : La luz es una onda Debido a la gran fama de Newton su modelo de partículas se acepta hasta el siglo XVIII No se podía aceptar que una onda viajase en le vacío --> ¿Qué es lo que vibra? En el s. XIX se acepta el modelo ondulatorio S. XX: La luz tiene propiedades de onda y partícula Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Newton : la luz es un haz de partículas

Huygens : La luz es una onda

Debido a la gran fama de Newton su modelo de partículas se acepta hasta el siglo XVIII

No se podía aceptar que una onda viajase en le vacío --> ¿Qué es lo que vibra?

En el s. XIX se acepta el modelo ondulatorio

S. XX: La luz tiene propiedades de onda y partícula

Dualidad Onda-Partícula Ondas Contínuo, no local Longitud de onda Frecuencia Difracción-interferencia Ecuaciones de Maxwell Partículas Discreto, localizado Energía Momento Efecto Compton Contador (geiger) Mecánica de Newton Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Ondas

Contínuo, no local

Longitud de onda

Frecuencia

Difracción-interferencia

Ecuaciones de Maxwell

Partículas

Discreto, localizado

Energía

Momento

Efecto Compton

Contador (geiger)

Mecánica de Newton

Velocidad de la luz Se consideró que tenía velocidad infinita Para medir la velocidad de la luz necesitamos: - fuentes potentes - largas distancias - medir intervalos d e tiempo pequeños Aproximación Hippo lyte Fizeau (1849) Velocidad en el vacío: 299,792,458 m/s (~ 3x10 8 m/s) La velocidad es menor en otros medios La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal: no depende de la velocidad relativa de la fuente y el observador-> relatividad especial de Einstein Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Se consideró que tenía velocidad infinita

Para medir la velocidad de la luz necesitamos:

- fuentes potentes

- largas distancias

- medir intervalos d e tiempo pequeños

Aproximación Hippo lyte Fizeau (1849)

Velocidad en el vacío: 299,792,458 m/s (~ 3x10 8 m/s)

La velocidad es menor en otros medios

La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal: no depende de la velocidad relativa de la fuente y el observador-> relatividad especial de Einstein

Espectros atómicos El modelo de Bohr explica la existencia de espectros Se deben a la excitación del electrón y a la vuelta a su nivel fundamental Departamento Ciencias Básicas UDB Física

El modelo de Bohr explica la existencia de espectros

Se deben a la excitación del electrón y a la vuelta a su nivel fundamental

Propagación de la luz: Frente de ondas : Puntos del espacio alcanzados por la onda en un tiempo fijo ( se encuentran en la misma fase de vibración de la perturbación) Rayo luminoso : marca la dirección de propagación de la onda y es perpendicular al frente de ondas. Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Frente de ondas : Puntos del espacio alcanzados por la onda en un tiempo fijo ( se encuentran en la misma fase de vibración de la perturbación)

Rayo luminoso : marca la dirección de propagación de la onda y es perpendicular al frente de ondas.

Propagación de la luz: Huygens y Fermat Principio de Huygens : Cada punto del frente de ondas puede considerarse como foco emisor de ondas secundarias. El nuevo frente de ondas será la envolvente de estas ondas. Principio de Fermat : Para ir de un punto a otro la luz se propaga por el camino óptico de tiempo mínimo Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Principio de Huygens : Cada punto del frente de ondas puede considerarse como foco emisor de ondas secundarias. El nuevo frente de ondas será la envolvente de estas ondas.

Principio de Fermat : Para ir de un punto a otro la luz se propaga por el camino óptico de tiempo mínimo

Reflexión La reflexión de la luz se puede explicar en un modelo de partículas Una partícula que choca elésticamente con una pared se refleja - Las ondas también se reflejan - ángulo de reflexión=ángulo de incidencia La reflexión de la luz nos indica su naturaleza Departamento Ciencias Básicas UDB Física

La reflexión de la luz se puede explicar en un modelo de partículas

Una partícula que choca elésticamente con una pared se refleja -

Las ondas también se reflejan

- ángulo de reflexión=ángulo de incidencia

La reflexión de la luz

nos indica su naturaleza

Reflexión de la luz Algunas cosas son visibles porque son fuentes de luz Otras, reflejan la luz Reflexión en superficies rugosas: reflexión difusa Reflexión en superfices suaves: reflexión especular Es independiente del color ( frecuencia) Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Algunas cosas son visibles porque son fuentes de luz

Otras, reflejan la luz

Reflexión en superficies rugosas: reflexión difusa

Reflexión en superfices suaves: reflexión especular

Es independiente del color ( frecuencia)

Reflexión de la luz: leyes 1.El ángulo de reflexión es igual al de incidencia 2. El rayo reflejado, la normal y el incidente están en el mismo plano Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Refracción Refracción según Newton: - Las partículas experimentan una fuerza dirigida hacia el material - La fuerza perpendicular hace acercarse a las partículas hacia la normal - predice una relación entre él ángulo de refracción y el de incidencia Refracción como ondas : - La frecuencia es la misma en los dos materiales - La velocidad de la onda es diferente en los dos materiales v=c/n - Cambia la longitud de ondas - Existe una relación entre el ángulo de incidencia y el de refracción: Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Refracción según Newton:

- Las partículas experimentan una fuerza dirigida hacia el material

- La fuerza perpendicular hace acercarse a las partículas hacia la normal

- predice una relación entre él ángulo de refracción y el de incidencia

Refracción como ondas :

- La frecuencia es la misma en los dos materiales

- La velocidad de la onda es diferente en los dos materiales v=c/n

- Cambia la longitud de ondas

- Existe una relación entre el ángulo de incidencia y el de refracción:

Índice de Refracción Cuando la luz pasa de un material a otro cambia de dirección: refracción Depende de las propiedades ópticas de los dos medios --> caracterizadas por su índice de refracción : n n es un número: n=1 para el vacío, n=1.33 agua, n=2.42 diamante, n=1.5-1.9 vídrio ……. El índice de refracción define la velocidad de la luz en el medio v=c/n Conceptos geométricos: -rayo incidente -rayo refractado -normal en el punto de incidencia -ángulo incidente -ángulo refractado Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Cuando la luz pasa de un material a otro cambia de dirección: refracción

Depende de las propiedades ópticas de los dos medios --> caracterizadas por su índice de refracción : n

n es un número: n=1 para el vacío, n=1.33 agua, n=2.42 diamante, n=1.5-1.9 vídrio …….

El índice de refracción define la velocidad de la luz en el medio v=c/n

Las leyes de la refracción de Snell Si la luz viaja del material 1 con índice de refracción n 1 al material 2 con índice de refracción n 2 , las siguientes leyes determinan la dirección del rayo refractado: El rayo incidente, la normal al punto de incidencia y el rayo refractado están todos en el mismo plano Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Si la luz viaja del material 1 con índice de refracción n 1 al material 2 con índice de refracción n 2 , las siguientes leyes determinan la dirección del rayo refractado:

Reflexión interna total En la superficie de contacto de dos materiales aparecen la reflexión y la refracción Bajo ciertas condiciones no hay refracción --> ¡ La reflexión es total! Sucede cuando la luz pasa a un medio con un índice de refracción menor y el ángulo de incidencia es mayor que un cierto ángulo crítico Departamento Ciencias Básicas UDB Física

En la superficie de contacto de dos materiales aparecen la reflexión y la refracción

Bajo ciertas condiciones no hay refracción --> ¡ La reflexión es total!

Sucede cuando la luz pasa a un medio con un índice de refracción menor y el ángulo de incidencia es mayor que un cierto ángulo crítico

Ejemplos de reflexión total Refracción Atmosférica La atmósfera está hecha con capas de diferente densidad y temperatura Tienen diferente índice de refracción la luz se refracta distorsión de la forma de la Luna o el Sol en el horizonte Posición aparente de las estrellas diferente de la real Si la luz va de capas de índice de refracción mayor a índice de refracción menor --> reflexión total: espejismos Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Refracción Atmosférica

La atmósfera está hecha con capas de diferente densidad y temperatura

Tienen diferente índice de refracción

la luz se refracta

distorsión de la forma de la Luna o el Sol en el horizonte

Posición aparente de las estrellas diferente de la real

Si la luz va de capas de índice de refracción mayor a índice de refracción menor --> reflexión total: espejismos

Reflexión total: fibra óptica Guías de luz: son fibras ópticas usadas en comunicación, medicina, ciencia, decoración, fotografía…. Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Guías de luz: son fibras ópticas usadas en comunicación, medicina, ciencia, decoración, fotografía….

Dispersión El índice de refracción de un medio depende de la frecuencia del rayo de luz La luz violeta se refracta más que la roja ..….. Se puede descomponer la luz blanca en sus componentes: prismas, arco irís… Departamento Ciencias Básicas UDB Física

El índice de refracción de un medio depende de la frecuencia del rayo de luz

La luz violeta se refracta más que la roja ..…..

Se puede descomponer la luz blanca en sus componentes: prismas, arco irís…

Curiosidades I El cielo es azul porque las moléculas de aire dispersan ( absorben y emiten) las longitudes de onda cortas ( azules y violetas). En el horizonte se ve más blanco debido a que parte de la luz azul se ha ido en otras direcciones. El sol se observa amarillo porque la atmósfera ha dispersado los azules y violetas. En el espacio exterior, sin atmósfera, el cielo es negro ( no hay dispersión) y el sol es blanco ( se ven todas las longitudes de onda) Departamento Ciencias Básicas UDB Física

El cielo es azul porque las moléculas de aire dispersan ( absorben y emiten) las longitudes de onda cortas ( azules y violetas).

En el horizonte se ve más blanco debido a que parte de la luz azul se ha ido en otras direcciones.

El sol se observa amarillo porque la atmósfera ha dispersado los azules y violetas.

En el espacio exterior, sin atmósfera, el cielo es negro ( no hay dispersión) y el sol es blanco ( se ven todas las longitudes de onda)

Curiosidades II Al atardecer o al amanecer la luz del sol debe hacer un largo recorrido a través de la atmósfera hasta llegar a nuestros ojos  gran parte de la luz azul e incluso verde se refleja y se dispersa  quedan los tonos naranjas y rojos. Pueden darse otras tonalidades si en el aire hay moléculas de agua o polvo. Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Al atardecer o al amanecer la luz del sol debe hacer un largo recorrido a través de la atmósfera hasta llegar a nuestros ojos  gran parte de la luz azul e incluso verde se refleja y se dispersa  quedan los tonos naranjas y rojos. Pueden darse otras tonalidades si en el aire hay moléculas de agua o polvo.

Add a comment

Related presentations

Related pages

¿QUÉ ES LA LUZ? NATURALEZA DE LA LUZ - YouTube

La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula. Estos dos estados ...
Read more

La naturaleza de la luz - YouTube

Entrevista a Michio Kaku sobre la naturaleza de la luz
Read more

Luz - Wikipedia, la enciclopedia libre

Se llama luz (del latín lux, lucis) a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz ...
Read more

Física/Óptica/Naturaleza de la luz - Wikilibros

Dado que la luz se propaga en línea recta, para estudiar los fenómenos ópticos de forma sencilla, se acude a algunas simplificaciones útiles.
Read more

Naturaleza de la luz - thales.cica.es

La naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la luz como algo de naturaleza ...
Read more

La naturaleza de la luz - Monografias.com

Trabajos relacionados. Pitagoras y el pitagorismo. Biografía de pitagoras. Armonía de los contrarios. La comunidad pitagorica. Nació hacia el año 578 ...
Read more

La naturaleza de la luz (II) - El Tamiz

En la primera parte del artículo sobre la naturaleza de la luz hablamos sobre nuestras concepciones primitivas sobre este fenómeno tan cotidiano y, a …
Read more

NATURALEZA DE LA LUZ

TEORIAS DE LA NATURALEZA DE LA LUZ La óptica es la parte de la física que estudia la luz y los fenómenos relacionados con ella, y su estudio comienza ...
Read more

hiru.eus - Naturaleza de la luz. Ondas electromagnéticas

Primeras teorías sobre la luz . Durante los siglos XVII y XVIII se propusieron dos teorías alternativas sobre la naturaleza de la luz: Teoría ...
Read more

Naturaleza de la luz - areaciencias.com

¿Qué es la luz? • Newton: la luz es un haz de partículas • Huygens: La luz es una onda • Debido a la gran fama de Newton su modelo de partículas ...
Read more