LOS CUERPOS DESDE LA ÓPTICA
LUMINOSOS
ILUMINADOS
Los que generan luz propia
No generan luz por si mismo
Sol
madera
Según capacidad para generar luz
Luminoso artificial
Luminoso natural
LOS CUERPOS DESDE LA ÓPTICA
Según capacidad para dejar pasar luz
OPACOS
TRANSPARENTES
TRANSLÚCIDOS
No dejan pasar la luz
Pasa parte de la luz
Pasa casi toda la luz
LUMINOSOS
ARTIFICIALES
NATURALES
CLASIFICACIÓN DE LOS FENÓMENOS ÓPTICOS
Según las propiedades conocidas de la luz, que se manifiestan en los diversos experimentos, la óptica ( parte de la física que estudia lo relacionado con la luz) puede clasificarse en:
ÓPTICA
GEOMÉTRICA
FÍSICA
CUÁNTICA
GEOMÉTRICA
REFLEXIÓN
REFRACCIÓN
DISPERSIÓN
FÍSICA
INTERFERENCIA
POLARIZACIÓN
DIFRACCIÓN
CUÁNTICA
EFECTO COMPTON
EFECTO FOTOELÉCTRICO
FENOMENOLOGÍA DE LA LUZ
Reflexión
Refracción
Dispersión
Difracción
Interferencia
Polarización
Doppler
Es claro que dependiendo del tipo de óptica que se estudie , los fenómenos relacionados con la luz pueden ser :
Ocurre en superficie pulimentada, y se cumple que ángulo incidencia igual al ángulo reflexión. Ambos rayos, la normal y la superficie están en mismo plano. Como consecuencia directa de este fenómeno es la imagen en los espejos planos y curvos (cóncavo y convexo)
REFLEXIÓN REGULAR
(Gp:) ? I
(Gp:) ? R
IMÁGENES EN ESPEJOS PLANOS
Para construir imágenes en los espejos planos se utilizan los llamados rayos notables que cumplen con ciertas características fácil de reconocer. Los más usados para un espejo plano es: El que incide en cualquier punto del espejo formando un ángulo determinado.
(Gp:) ? I
(Gp:) ? R
El rayo se devuelve por el mismo
camino. (reversibilidad de los caminos ópticos)
IMÁGENES EN ESPEJOS PLANOS
Para obtener las características de la imagen se dibujan al menos dos rayos notables emergentes desde un mismo punto del objeto. Estos rayos después de reflejarse deben interceptarse. Si los rayos reflejados no se interceptan, se deben prolongar y encontrar entonces el punto donde se cruzan.
CARACTERÍSTICAS DE LA IMAGEN
Imagen virtual
Derecha
Igual tamaño
Detrás del espejo
Misma distancia que el objeto
respecto del espejo
IMÁGENES EN ESPEJOS CURVOS: Elementos principales
Identificaremos algunos elementos de un espejo curvo que son necesarios para la construcción de la imagen. En todo espejo curvo encontramos en general los siguientes elementos fundamentales: El eje óptico, el centro ( C ) y el foco ( F ). Cuando el espejo ha sido bien construido el foco se encuentra en el punto medio de la distancia focal.
Eje óptico
Espejo cóncavo
Superficie
reflectante
Superficie
reflectante
Espejo convexo
Eje óptico
V
V
C
C
F
F
IMÁGENES EN ESPEJOS CURVOS: Algunos rayos notables
De las diversos rayos notables que existen, basta con usar dos de ellos. En este caso se muestra el rayo que incide sobre el vértice. Nótese que los rayos se reflejan respetando la reflexión regular (? i = ?r)
Eje óptico
Eje óptico
V
V
Eje óptico
V
C
F
Eje óptico
V
C
F
F
C
El otro rayo notable es el que viaja paralelo al eje óptico se refleja pasando el mismo o su prolongación por el foco principal. Nótese que para el espejo convexo ha debido prolongarse el rayo reflejado en dirección del foco.
CONSTRUCCIÓN IMÁGENES EN ESPEJOS CURVOS: Cóncavos y convexos
Para lograr ubicar la imagen de un objeto, se busca la intersección de los rayos reflejados, o de la prolongación de ellos. En los espejos curvos, a diferencia del espejo plano, las imágenes presentan características determinadas dependiendo de la ubicación del objeto.
IMÁGENES EN ESPEJOS CURVOS: cóncavos y convexos
OBJETO DELANTE DEL CENTRO
Eje óptico
V
C
F
Imagen invertida
Menor tamaño
Real
Delante del espejo
Eje óptico
V
C
F
F
C
Imagen derecha
Menor tamaño
Virtual
Detrás del espejo
IMÁGENES EN ESPEJOS CURVOS: cóncavos y convexos
OBJETO EN EL CENTRO
Eje óptico
V
C
F
No hay Imagen
Eje óptico
V
C
F
F
C
Imagen derecha
Menor tamaño
Virtual
Detrás del espejo
En el espejo convexo la imagen siempre es derecha, detrás del espejo virtual y menor tamaño
IMÁGENES EN ESPEJOS CURVOS: cóncavos y convexos
OBJETO ENTRE C y F
Eje óptico
V
C
F
Invertida
Mayor tamaño
Real
Delante del espejo
Eje óptico
V
C
F
OBJETO ENTRE F y V
Derecha
Mayor tamaño
Virtual
Detrás del espejo
Toda onda se refracta cuando en su propagación cambia de medio. Cuando la luz se refracta, modifica su rapidez, y generalmente la dirección. En este fenómeno la frecuencia no se ve alterada pero si la longitud de onda. La refracción de la luz cumple con la llamada ley de Snell.
(Gp:) ?1
(Gp:)
(Gp:) ?2
REFRACCIÓN DE LA LUZ
ÍNDICE DE REFRACCIÓN
De acuerdo con la ley de Willebord Snell ( 1591-1626) , la rapidez de la luz depende del medio por el cual se propaga. Sabemos que la rapidez máxima de la luz es en el vacío de valor aproximado 300.000 Km/s.
El índice de refracción nos da cuenta del valor de la rapidez de la luz en cualquier medio en que ella pueda propagarse.
ÍNDICE DE REFRACCIÓN ABSOLUTO
La luz alcanza su máxima rapidez en el vacío ( C ). Cuando pasa a otro medio se refracta y modifica su rapidez a otro valor “v” . Se puede establecer una comparación de la rapidez de la luz entre esos medios, a través de un cuociente denominado índice de refracción absoluto. Si denominamos como “?” a ese índice se obtiene:
Es magnitud adimensional
ÍNDICE DE REFACCIÓN RELATIVO
Es la comparación de la rapidez de la luz entre dos medios distintos del vacío. Si ?1= c/v1 es el índice absoluto del medio 1 y ?2 = c/v2 del otro medio se obtiene que:
(Gp:) ?1
(Gp:) ?2
REFRACCIÓN DE LA LUZ: La ley de Snell
Se puede demostrar geométricamente que el ángulo de incidencia y el de refracción están relacionados a través de los valores de los índices de refracción absolutos de los mismos. Esta ley se conoce como la ley de Snell, cuya expresión matemática es:
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