Alumna: Cruz Reyes Mayra Lizbeth

Tema: Óptica, Luz, Color, Fuente Luminosa, Cuerpos.

Profesor: Jaime Rivera Arias

Materia: FísicaEscuela: Universidad del

Valle de MéxicoCampus: ChapultepecAño: 6toGrupo: 91L

ÓpticaRama de la física que se ocupa de la propagación y el comportamiento de la luz. La luz es la zona

del espectro de radiación electromagnética que se extiende desde los rayos X hasta las microondas,

e incluye la energía radiante que produce la

sensación de visión.

Luz• Se le llama luz a una forma de radiación electromagnética; en ese

sentido es muy similar a los rayos de calor, las ondas de radio y a los rayos X.

• Tipos de Luz• LUZ DE BOMBILLAS: Son lámparas eléctricas de luz muy potente

concentrada en una sola dirección. 

• LUZ SOLAR:  El sol actúa como una gran planta nuclear liberando la energía de su núcleo.

 • LUZ PROVENIENTE DE PROCESOS DE COMBUSTIÓN: proceso a través

del cual se quema un material o substancia.

• LUZ NATURAL:  proviene del sol o bien del reflejo de la luz del sol en la luna cuando esta se encuentra llena. 

• LUZ ARTIFICIAL:  luz que proviene de elementos artificiales como focos, spots, flashes y cualquier objeto luminoso que pueda ser controlado por el hombre.

Naturaleza de la luz• La energía radiante tiene una

naturaleza dual, y obedece a leyes que pueden explicarse a partir de una corriente de partículas o paquetes de energía, los llamados fotones, o a partir de un tren de ondas transversales (Movimiento ondulatorio). En las ondas de luz, como en todas las ondas electromagnéticas, existen campos eléctricos y magnéticos en cada punto del espacio, que fluctúan con rapidez.

• La velocidad de la luz en las sustancias materiales es menor que en el vacío, y varía para las distintas longitudes de onda; este efecto se denomina dispersión.

• La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. 

Polarización de la Luz• Los átomos de una fuente de

luz ordinaria emiten pulsos de radiación de duración muy corta. Cada pulso procedente de un único átomo es un tren de ondas prácticamente monocromático (con una única longitud de onda). El vector eléctrico correspondiente a esa onda no gira en torno a la dirección de propagación de la onda, sino que mantiene el mismo ángulo, respecto a dicha dirección. El ángulo inicial puede tener cualquier valor.

• Cualquier onda electromagnética puede considerarse como la suma de dos conjuntos de ondas: uno en el que el vector eléctrico vibra formando ángulo recto con el plano de incidencia y otro en el que vibra de forma paralela a dicho plano.

Difracción e Interferencia• En general la difracción ocurre

cuando las ondas pasan a través de pequeñas aberturas, alrededor de obstáculos o por bordes afilados.Cuando un objeto opaco se encuentra entre la fuente puntual de luz y una pantalla  como se muestra en la imágen superior, la frontera entre las regiones sombreadas  e iluminada sobre la pantalla no está definida. Una inspección cuidadosa de la frotera muestra que una pequeña cantidad de luz se desvía hacia la región sombreada. La región fuera de la sombra contiene bandas alteradas brillantes y oscuras, donde la intensidad de la primera banda es más brillante que la región de iluminación uniforme. 

• Todas las ondas pueden interferir, y la luz no es la excepción. Para que se de el fenómeno de la interferencia es ncesario que:

• Haya dos fuentes de luz coherentes y puntuales

• Que el tamaño de  las rendijas sean del orden de la longitud de onda.

• Cuando las ondas que salen de los agujeros interfieren con  unas con otra, se producen interferencias destructivas y construtivas lo que generará las franjas oscuras y los puntos luminosos respectivamente.

• Los átomos de una fuente de luz corriente (como una bombilla incandescente, una lámpara fluorescente o una lámpara de neón) producen luz por emisión espontánea, y la radiación que emiten es incoherente. Si un número suficiente de átomos absorben energía de manera que resultan excitados y acceden a estados de mayor energía en la forma adecuada, puede producirse la emisión estimulada.

•  La emisión estimulada amplifica la radiación con una longitud de onda determinada, y la luz generada presenta una desviación del haz muy baja. El material excitado puede ser un gas, un sólido o un líquido.

• Como un láser puede emitir pulsos de energía extremadamente alta con una desviación de haz muy pequeña, es posible detectar, por ejemplo, luz láser enviada a la Luna y reflejada de vuelta a la Tierra, lo que permite medir con precisión la distancia Tierra-Luna.

Emisión Estimulada

Luz Blanca• La luz blanca, se

considera a los rayos que se consideran incoherentes por estar compuesta por ondas magnéticas de frecuencias y longitudes de onda diferentes, y la luz que proporciona un dispositivo láser se considera coherente, ya que está compuesta por un rayo de luz de la misma frecuencia y longitud de onda, amplificado miles de veces.

Fuente Luminosa• Una fuente luminosa es aquella que genera radiaciones que

permiten que el ojo, sea capaz de visualizarlas. Transforman energía para producir luz. La luz percibida se integra de radiaciones que se corresponden con una gran cantidad de frecuencias. En el láser todas las radiaciones que lo integran tienen idéntica longitud de onda. La luz se propaga en forma ondulatoria y se produce cuando un electrón de un cortical perteneciente a un átomo excitado, pierde energía.

•Existen fuentes luminosas provistas por la propia naturaleza, como el Sol, que es una fuente primaria ya que posee luz propia o la Luna, que es una fuente secundaria pues refleja la luz del Sol

Luz Artificial• De tipo artificial,

de creación humana como una lámpara eléctrica, una linterna o una vela. El hombre desde la prehistoria creó fuentes lumínicas, por medio de la combustión, al descubrir el fuego.

• La luz que emiten los cuerpos forma espectros de emisión, apareciendo allí zonas oscuras, que lo abarcan todo (en el caso que el cuerpo atravesado absorba la radiación), o conforman rayas o bandas.

• Percibimos colores diferentes porque existen diferencias en las longitudes de onda cuando comparamos las radiaciones visibles.

Cuerpos Iluminados• No todos los objetos son fuentes luminosas; muchos no emiten luz.

Los cuerpos son iluminados por la luz emitida por el Sol o por una lámpara y esto nos permite verlos. Si apagáramos la luz y la habitación quedara totalmente oscura ya no los veríamos.Es posible clasificar los cuerpos no luminosos en tres categorías, según su comportamiento cuando son iluminados.

Cuerpos Transparentes:Son aquellos que al ser iluminados dejan pasar a través de ellos prácticamente toda la luz que reciben. Ejemplo: vidrio.

Cuerpos Traslúcidos:Son aquellos materiales que dejan pasar parcialmente la luz que llega a ellos. Ejemplos: papel de calco, nylon.

Cuerpos Opacos: Son aquellos que no dejan pasar la luz a través de ellos. Ejemplo: pared, madera, etc.

Propiedades de la Luz

• Absorción.• Cuando la luz llega a una superficie u objeto, éste puede absorber

toda o parte de esa luz. • La luz que se absorbe se convierte en calor. Es, por esta razón, que

en general se recomienda durante el verano no usar colores oscuros ya que absorben la mayor parte de la luz y la convierten en calor. Por eso tenemos mas calor si usamos ropa negra que si usamos ropa blanca (refleja toda la luz).

Reflexión • La reflexión es cuando la luz llega a un objeto y rebota o refleja,

en parte o en su totalidad, de ese objeto. La luz puede ser reflejada de manera especular (directa) o difusa.

• 1.Reflexión especular: se produce cuando la luz refleja de una superficie lisa o pulida como, por ejemplo, un espejo. La luz va a reflejar en el mismo ángulo en el cual incide o llega a esa superficie (Ley de reflexión).

2. Reflexión difusa: se produce cuando la luz llega a una superficie u objeto que tiene textura como, por ejemplo, una pared con textura.

Transmisión • La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u

objeto. Hay 3 tipos de transmisión: directa, difusa o selectiva.• 1. Transmisión directa: es cuando la luz atraviesa un objeto y no

se producen cambios de dirección o calidad de esa luz. Por ejemplo, un vidrio o el aire.

• 2. Transmisión difusa: se produce cuando la luz pasa a través de un objeto transparente o semi-transparente con textura. Por ejemplo, un vidrio esmerilado o un papel manteca. La luz en vez de ir en una sola dirección es desviada en muchas direcciones. La luz que es transmitida de manera difusa va a ser más suave, va a tener menos contraste, va a ser menos intensa, va a generar sombras más claras y una transición más suave entre luz y sombra que la luz directa.

Velocidad de la Luz

• En el vacío es por definición una constante universal de valor 299.792.458 m/s(suele aproximarse a 3·108 m/s), o lo que es lo mismo 9,46·1015 m/año; la segunda cifra es la usada para definir al intervalo llamado año luz. Se simboliza con la letra c, y también es conocida como la constante de Einstein. La rapidez a través de un medio que no sea el "vacío" depende de su permisividad eléctrica, de su permeabilidad magnética, y otras características electromagnéticas. En medios materiales, esta velocidad es inferior a "c" y queda codificada en el índice de refracción. En modificaciones del vacío más sutiles, como espacios curvos, efecto Casimir, poblaciones térmicas o presencia de campos externos, la velocidad de la luz depende de la densidad de energía de ese vacío.

Cuerpo Transparente, Translucido y Opaco

• EL CUERPO TRANSPARENTE: Es aquel que deja pasar casi toda la luz que incide en él. la intensidad de la luz incidente es muy parecida a la transmitida (la que lo atraviesa).

El agua, el vidrio, algunas bebidas distintas al agua y algunos tipos de plásticos.

• LOS CUERPOS TRANSLÚCIDOS: Son los que dejan pasar una porción de la luz incidente. El cuerpo translucido dejaría pasar aproximadamente  la mitad de la luz que incide sobre él.

 El cristal esmerilado, ciertos tipos de vidrio con los que se hacen paredes, el papel cebolla y el aceite; algunos tejidos y algunos cuerpos en láminas finas. También algunas bebidas con color.

• LOS CUERPOS OPACOS: son aquellos que no dejan pasar la luz, a simple vista.

 La madera, el hierro, los ladrillos, el cemento, la pizarra, las rocas, la hojalata, el aluminio, muchos plásticos (el PVC), las personas, un libro son ejemplos de cuerpos opacos.

COLOR

• El mundo es de colores, donde hay luz, hay color. La percepción de la forma, profundidad o claroscuro está estrechamente ligada a la percepción de los colores.

• El color es un atributo que percibimos de los objetos cuando hay luz. La luz es constituida por ondas electromagnéticas que se propagan a unos 300.000 kilómetros por segundo. Esto significa que nuestros ojos reaccionan a la incidencia de la energía y no a la materia en sí.

• Las ondas forman, según su longitud de onda, distintos tipos de luz, como infrarroja, visible, ultravioleta o blanca. Las ondas visibles son aquellas cuya longitud de onda está comprendida entre los 380 y 770 nanómetros.

• Los objetos devuelven la luz que no absorben hacia su entorno. Nuestro campo visual interpreta estas radiaciones electromagnéticas que el entorno emite o refleja, como la palabra "COLOR".

Propiedades del Color• Las definimos como el tono, saturación, brillo.• Tono (hue), matiz o croma es el atributo que diferencia el color y

por la cual designamos los colores: verde, violeta, anaranjado.• Saturación:(saturation) es la intensidad cromática o pureza de

un color Valor (value) es la claridad u oscuridad de un color, está determinado por la cantidad de luz que un color tiene. Valor y luminosidad expresan lo mismo.

• Brillo (brightness) es la cantidad de luz emitida por una fuente lumínica o reflejada por una superficie.

• Luminosidad (lightness) es la cantidad de luz reflejada por una superficie en comparación con la reflejada por una superficie blanca en iguales condiciones de iluminación.