Reflexión total interna

Reflexión interna total es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz, atravesando un medio de índice de refracción n2 menor que el índice de refracción n1 en el que éste se encuentra, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente.

Rayos Principaes y Formación de imágenes en Lentes

Para estudiar la formación de imágenes por lentes, es necesario mencionar algunas de las características que permiten describir de forma sencilla la marcha de los rayos.

• Plano óptico. Es el plano central de la lente.

• Centro óptico O. Es el centro geométrico de la lente. Tiene la propiedad de que todo rayo que pasa por él no sufre desviación alguna.

• Eje principal. Es la recta que pasa por el centro óptico y es perpendicular al plano óptico.

• Focos principales F y F' (foco objeto y foco imagen, respectivamente). Son un par de puntos, correspondientes uno a cada superficie, en donde se cruzan los rayos (o sus prolongaciones) que inciden sobre la lente paralelamente al eje principal.

• Distancia focal f. Es la distancia entre el centro óptico O y el foco F.

• Lentes convergentes. Para proceder a la construcción de imágenes debidas a lentes convergentes, se deben tener presente las siguientes reglas:

Cuando un rayo incide sobre la lente paralelamente al eje, el rayo emergente pasa por el foco imagen F'. Inversamente, cuando un rayo incidente pasa por el foco objeto F, el rayo emergente discurre paralelamente al eje. Finalmente, cualquier rayo que se dirija a la lente pasando por el centro óptico se refracta sin sufrir ninguna desviación.

Lente convergente

Cuando se aplican estas reglas sencillas para determinar la imagen de un objeto por una lente convergente, se obtienen los siguientes resultados:

- Si el objeto está situado respecto del plano óptico a una, la imagen es real, invertida y de menor tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico igual a 2f, la imagen es real, invertida y de igual tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico comprendida entre 2f y f, la imagen es real, invertida y de mayor tamaño.

- Si el objeto está situado a una distancia del plano óptico inferior a f, la imagen es virtual, directa y de mayor tamaño.

Lentes divergentes.

La construcción de imágenes formadas por lentes divergentes se lleva a cabo de forma semejante, teniendo en cuenta que cuando un rayo incide sobre la lente paralelamente al eje, es la prolongación del rayo emergente la que pasa por el foco objeto F. Asimismo, cuando un rayo incidente se dirige hacia el foco imagen F' de modo que su prolongación pase por él, el rayo emergente discurre paralelamente al eje. Finalmente y al igual que sucede en las lentes convergentes, cualquier rayo que se dirija a la lente pasando por el centro óptico se refracta sin sufrir desviación.

Aunque para lentes divergentes se tiene siempre que la imagen resultante es virtual, directa y de menor tamaño, la aplicación de estas reglas permite obtener fácilmente la imagen de un objeto situado a cualquier distancia de la lente.

Construcción gráfica de imágenes en las lentes convergentes

¤ Imágenes reales, son aquellas capaces de ser recibidas sobre una pantalla ubicada en tal forma de que entre ella y el objeto quede la lente.

¤ Imagen virtual, está dada por la prolongación de los rayos refractados, no se puede recibir la imagen en una pantalla.

1º. El objeto está a una distancia doble de la distancia focal. La imagen obtenida es: real, invertida, de igual tamaño, y también a distancia doble de la focal.

2º. El objeto está a distancia mayor que el doble de la distancia focal. Resulta una imagen: real invertida, menor, formada a distancia menor que el objeto.

3º. El objeto está entre el foco y el doble de la distancia focal. La imagen obtenida es: real invertida, mayor, y se forma a mayor distancia que el doble de la focal.

4º. El objeto está entre el foco y el centro óptico. Se obtiene una imagen: virtual, mayor, derecha, formada del lado donde se coloca el objeto.

5º. El objeto está en el foco principal, no se obtiene ninguna imagen.

Clasificaciones de Lentes.

1.-Lentes convergentes: Son cuerpos transparentes, con ambas superficies curvas y el centro más ancho que los extremos.
Hacen converger la luz en un punto

2.-Lentes divergentes: Son también cuerpos transparentes, sus extremos son más anchos que su centro
Hacen diverger los puntos y formar un foco virtual.                                         
 
                            

Indice de Refracción y Velocidad de la Luz

El índice de refracción es un número sin unidad de medida, ya que es el cociente entre velocidades, este se calcula así


Velocidad de la luz en el vacio : Velocidad de la luz en el medio por el cual se propaga


Algunos índices de refracción de la luz: (Considerándose a 0°C)


Vacío: 1
Aire: 1,00029
Agua: 1,333
Vidrio Típico: 1,52
Diamante: 2,42

VELOCIDAD DE LA LUZ EN EL VACÍO: 299.792.458 m/s


Ahora: Cómo podríamos calcular la velocidad de la luz en el agua, por ejemplo, sabiendo que la velocidad de la luz en el vacío es de 299.792.458 m/s


Sabemos que el índice de refracción del agua es 1,333
 y que eso se calculaba


Velocidad en el vacío : Velocidad de la luz del agua (x) = 1,333


Para poder calcular la velocidad del agua:


Velocidad en el vacío : 1,333 = Velocidad de la luz en el agua aprox. 225.000.000 m/s

Refracción de la luz

La refracción de la luz es un fenómeno que consiste básicamente en el cambio de dirección de la luz, al pasar de un medio a otro, y esto se debe al cambio de velocidad que se produce al cambiar de medio.

*Los ángulos de incidencia y de refracción son directamente proporcionales*

Rayos Principales y Formación de Imágenes en Espejos Curvos

En el caso de los espejos curvos los rayos que se reflejan no serán en el mismo ángulo a los rayos de incidencia. En los espejos curvos la recta es perpendicular a la tangente que pasa por cada punto de la curvatura.
A)Espejos Cóncavos o Convergentes: Una particularidad de este tipo de espejos es que pueden producir lo que conocemos como Foco(F) (concentración de la luz en un sólo punto), la luz converge en este foco. 

B)Espejos Convexos o Divergentes: En este tipo de espejos los rayos no convergen en un mismo punto si no que se alejan unos de otros, de ahí el nombre divergentes.Si se prolongan los rayos reflejados por el espejo notaremos que se juntan detrás de él a esto se le llama Foco Virtual.

               

Imágenes en Espejos Planos Angulares

Se conoce como espejos angulares a aquellos espejos 

planos que se encuentran formando cierto ángulo entre 

ellos.

Si se colocan dos espejos planos formando un cierto ángulo 

entre sí, y entre ellos se coloca un objeto, se pueden

 observar varias imágenes, dependiendo su número del 

ángulo que formen entre sí los espejos. 

 Formula para calcular numero de imágenes reflejadas:

 360º / a - 1 


a = angulo formando por los dos espejos

Formación de imágenes en espejos planos

En espejos planos los rayos del objeto o imagen se reflejan en ángulo iguales a sus ángulos de incidencia.
Éstos parecen salir del espejo, eso es lo que nosotros pensamos al mirarnos. 
A este suceso se le llama imagen visual.


         

Reflexión de la luz y sus leyes

• La reflexión es un cambio de dirección que sufre la luz al chocar con un cuerpo

Existes dos tipos de Reflexión:

1. Especular (a) : Es cuando la luz se refleja en una superficie pulida (sin rugosidad), los rayos incidentes son paralelos al igual que los rayos reflejados.

Ej: Reflexión en un espejo plano

1. Difusiva (b) : Cuando la luz se refleja en una superficie rugosa, rayos incidentes son paralelos entre si, en cambio los rayos reflejados se van en diferentes direcciones. En este tipo de reflexión no se consigue generar imágenes. 

Tipos de Espejos

Un espejo es una superficie en la cual incide la luz y se refleja.
Tipos: 
1.-Espejos Planos: Superficies planas y pulimentadas que reflejan luz y forman imágenes nítidas.   

2.-Espejos Curvos: La recta es perpendicular a la tangente 
A)Espejos Cóncavos.
B)Espejos Convexos.

  

Clasificaciones de las imágenes

• Los espectros se pueden clasificar según su frecuencia y λ   

 

Origen de la luz

• La luz se origina a partir de radiaciones electromagnéticas estás a su vez, se originan en el átomo, ya que al recibir energía de una fuente externa, los electrones saltan de un nivel de menor energía a uno mayor, y al volver a su nivel original, emiten luz en forma de fotón , 

Velocidad de la Luz

Uno de los primeros en experimentar sobre la velocidad de la luz fue Galileo Galilei, quien realizo su experimento en la cima de una colina.
El se ponía en la colina A y otra personas en la colina B,las que estaban a 1Km de distancia. Pretendía medir el tiempo tiempo que tardaba la luz en repetir 2 veces el proceso. Primero uno encendía su linterna y cuando el otro la viera encendía la suya.
.Lamentablemente no obtuvo valores aceptables, ya que la velocidad de la luz es altísima y el tiempo a medir era mas pequeño que el tiempo de respuesta humana. 
                         
      

    

Años más tarde, el científico danés Ole Christensen Roemer realizó un experimento para medir la velocidad de la luz, entendió que estaba relacionado con los movimientos de los satélites Galileanos y a su vez éstos con la distancia entre Júpiter y la Tierra, así determinó el valor de 2,3 x 10(8) m/s, que es menor al valor aceptado hoy, pero mayor que cualquier fenómeno de su época.

En el año 1849 el físico Francés Hippolyte Fizeau ideó un experimento para obtener la velocidad de la luz, ya que él planteaba que la velocidad de la luz es finita, lo opuesto a lo que se creía hasta ese entonces

El experimento dió un resultado de 3,1 x 10(8) m/s




Con técnicas de luz láser, hoy se ha determinado que la velocidad de la luz es de 3 x 10(8) m/s en el vacío, y es finita.

Fuentes Luminosas.

 
Naturales/Artificiales
         
Puntuales/ Extensas
 


Primarias/Secundarias
                                                     

Naturaleza de la Luz

Naturaleza de la Luz: 
Se plantearon muchas teorías sobre la naturaleza de la luz, las más relevantes son éstas.

.Sin embargo, experiencias realizadas posteriormente demostraron que esta teoría no explicaba en su totalidad la naturaleza de la luz.            

a)Teoría de Isaac Newton:
.Propuesta en el siglo XVII,por Isaac Newton.
.La luz consistía en pequeñas partículas o corpúsculos emitidos por las fuentes luminosas que se movían a gran rapidez.
.En cuerpos trasparentes:lograban atravesarlos pudiendo así ver a través de ellos.
.En los cuerpos opacos, los corpúsculos rebotaban,por lo que no se podía ver a través de ellos.
.Sin embargo después fue rechazada porque no explicaba claramente la naturaleza de la luz.

b) Teoría de Christian Huygens: 
.Postulaba que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas.
.Las ondas corresponden al movimiento específico que sigue la luz al propagarse.

.Esta teoría explicaba de mejor manera la naturaleza y comportamiento de la luz por que se descartó completamente que la luz estuviese formada por partículas. 
                   




c) Fotones de luz: Aunque durante el siglo XIX se aceptó la naturaleza ondulatoria de la luz y que ésta funcionaba como partícula y onda a la vez.

Max Planck Primero en proponer la dualidad de la luz como partícula y onda a la vez.




         

WebQuest: ¿Cómo funciona una pistola radar?

Es una pequeña unidad usada para detectar la velocidad de objetos como camiones y automóviles,con el propósito de regular el tránsito,como también para velocidades de pelotas de fútbol, tenis, béisbol, y otros objetos móviles en deportes. 


Este radar no proporciona información sobre la posición del objeto. 
Emplea el principio del Efecto Doppler




¿Cómo funciona?