LA LUZ by 3m22Qa5

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									                 LA LUZ
Nicolás Moreno Díaz de la Riva.
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            RAYO


Es una línea dibujada en el espacio
que corresponde a la dirección del
flujo de la energía radiante.
PROPAGACIÓN
RECTILÍNEA DE LA
LUZ
 Las trayectorias de los rayos
en los medios homogéneos e
isótropos es una línea recta.
PRINCIPIO DE
FERMAT

Entre dos puntos la luz sigue
la trayectoria donde el camino
óptico es mínimo.
CAMINO ÓPTICO

El camino óptico es el producto de
la distancia entre dos puntos por
su índice de refracción.
  ns
        REVERSIBILIDAD

Los rayos se propagan de la misma
forma en una dirección que en la
dirección contraria.
      Las fuentes de los rayos de luz mas frecuentes pueden ser:
      1.Objetos que emiten luz por diferentes razones, las mas normales son saltos
      entre niveles de traslación, vibración, rotación o electrónicos de átomos
      moléculas iones u otras especies.
      2. En segundo lugar cuerpos en los que inciden los rayos anteriores y los
      reflejan. Estos cuerpo se llaman objetos reales, si existen realmente o virtuales
      si no existen y se forman con prolongaciones de rayos reales.
      De todos estos infinitos rayos que viajan en todas direcciones tendremos en
      cuenta solo algunos:                             Para simplificar:
   Rayos que parten o llegan a un punto                1.Rayo que pasa por el
    situado en el eje óptico.
                                                         centro óptico.
   Entre estos están los que parten
                                                        2.Rayos paralelos al eje
    de la parte inferior del objeto.
                                                         óptico.
   Rayos que parten o llegan al
                                                        3.Rayos que llegan o
    extremo superior del objeto real o
                                                         salen del foco.
    virtual.
   Rayos que provienen a van al infinito. En el
    limite, esta situación produce rayos
    paralelos.
FENÓMENOS
LUMINOSOS
Reflexión.
Refracción o transmisión.
Dispersión.
Interferencia.
Difracción.
Polarización.
            REFLEXIÓN


Es el fenómeno por el cual el rayo
incidente sigue propagándose por el
medio incidente.
             REFLEXIÓN
             ESPECULAR


Es la reflexión que se da en una superficie
lisa. La luz se dirige en una dirección.
             REFLEXIÓN DIFUSA


Es la que se da en una superficie rugosa.
Los rayos se reflejan en todas direcciones.
                  LEYES DE LA
                  REFLEXIÓN

   1ª) La dirección del rayo incidente la normal y el
rayo reflejado están en el mismo plano.
   2ª) El ángulo de incidencia con la normal es igual
al ángulo de reflexión.
    Este dibujo no es
    tridimensional



i


r
ir
             REFRACCIÓN


Es el fenómeno por el que la luz cambia de
dirección al cambiar de un medio a otro
debido al cambio de su velocidad.
              LEYES DE LA
              RFRACCIÓN

1ª) La dirección del rayo incidente la normal
y el rayo refractado están en el mismo
plano.
2ª) La relación entre los senos de
los ángulos de incidencia y
refracción es igual a la relación de
las velocidades entre los dos
medios.
n1seni=n2sent
             INDICE DE
             REFRACIÓN

Es la relación entre la velocidad de la luz e
el vacío y en el medio.
   c
n
   v
              ÁNGULO LÍMITE


Es el ángulo para el cual el ángulo de
refracción es 90º.
            ÁNGULO DE
            BREWSTER

Es el ángulo para el cual el ángulo de
incidencia y de refracción forman 90º.
            DISPERSIÓN


Es la separación de un rayo de luz en sus
componentes debido al diferente índice
de refracción de cada uno de ellos.
              INTERFERENCIAS
              LUMINOSAS

Es la coincidencia de dos o mas fenómenos
ondulatorios en un mismo punto.
            DIFRACCIÓN


Es el cambio de dirección de propagación
que sufre una onda sin cambiar de medio
debido a un obstáculo en su camino.
             POLARIZACIÓN


Es el fenómeno por el cual la luz vibra en
un plano llamado plano de polarización.
                ÓPTICA PARAXIAL

 Es aquella en la cual el tamaño del objeto es muy
pequeño en relación con el espacio objeto por lo que los
rayos que salen de el son paralelos al eje óptico y los
ángulos que forman los rayos con dicho eje son muy
pequeños. El seno se considera igual al ángulo.
APLICACIONES PRÁCTICA EN
LAS QUE SE USAN LAS
PROPIEDADES DE LOS
FENOMENOS LUMINOSOS
         PUNTO OBJETO (O)


Un objeto O emite rayos
luminosos.
LOS OBJETOS SE
REPRESENTAN
COMO VECTORES
LOS RAYOS SE DIBUJAN
SALIENDO DE LOS
EXTREMOS DEL OBJETO
          LOS OBJETOS SE
          ENCUENTRAN EN
          EL EJE ÓPTICO
EL EJE ÓPTICO SUELE SER LA
HORIZONTAL Y EL OBJETO SE
ENCUENTRA EN LA VERTICAL.
CENTRO ÓPTICO




   Es el punto donde se cortan el eje óptico
    y el eje del dispositivo, lente, espejo….
SI EN EL CAMINO DE LOS
RAYOS EMITIDOS POR UN
OBJETO SE PONE UN
VIDRIO
RAYOS
CONVERGENTES
SON LOS QUE SALEN DEL
SISTEMA ÓPTICO Y
CORTAN AL EJE ÓPTICO.
O   O´
     RAYOS DIVERGENTES

SI LOS RAYOS LLEGAN AL SISTEMA
ÓPTICO Y SE ALEJAN HACIA EL
INFINITO SE LLAMAN DIVERGENTES.
O   O´
               PUNTO IMAGEN (O´)



Cuando estos rayos se encuentran ante un
sistema óptico puede suceder que después de
reflejarse o refractarse converjan en otro punto
O´ a este se le llama punto imagen.
O   O´
               OBJETO E IMAGEN
               REAL

Es aquel en el que los rayos salen de O y se
cortan realmente en O´
             OBJETO E IMAGEN
             VIRTUAL

Si los rayos salen divergentes y se pero se
cortan sus prolongaciones en sentido
contrario se dice que la imagen es virtual.
O   O´
               ESPACIO OBJETO
               (s)

Es el espacio geométrico donde puede haber
objetos tanto reales como virtuales.
El plano que contiene al objeto se llama plano
objeto.
             ESPACIO IMAGEN
             (s´)


 Es el espacio geométrico donde existen
imágenes tanto reales como virtuales.
   Se considera que los rayos son
positivos si van de izquierda a
derecha por tanto el espacio objeto
es positivo si está a la izquierda y
negativo si esta a la derecha.
 +                  -
Espacio   Espacio
objeto    imagen
PUNTOS
CONJUGADOS
El objeto y la imagen son
puntos conjugados.
O   O´
             FOCO IMAGEN


Es el punto donde se forma la imagen si los
rayos paralelos provienen del infinito.
f
             FOCO OBJETO


Es el punto desde donde salen rayos que al
pasar por el sistema salen paralelos de el.
f
AUMENTO DE UN
SISTEMA

Es la relación entre el tamaño
del objeto y el tamaño de la
imagen.
y       y´

O            O´
    S   S´
         ´
  y´  s´
A 
  y   s
               ESTIGMATISMO DE
               UN SISTEMA


Un sistema se llama estigmático si todos los
rayos que salen de O pasan real o virtualmente
por O´ después de atravesar el sistema.
FORMACIÓN DE
IMÁGENES
  Una imagen se forma donde so
cortan los rayos.
Para formar imágenes hemos de
tener en cuenta solo tres rayos y
las siguientes reglas:
LOS RAYOS QUE
PASAN POR EL EJE
OPTICO NO SE
DESVÍAN
LOS RAYOS QUE LLEGAN
PARALELOS AL SISTEMA
CONVERGEN EN EL FOCO
Los rayos cuyas
prolongaciones convergen en el
foco salen paralelos del sistema
Los rayos que inciden paralelos entre
sí aunque no paralelos con el eje x se
cortan en un punto del plano focal.
ALGUNOS SISTEMAS PARA NIVEL
DE 2º DE BACHILLERATO.
Foco puntual que emite luz.
Película finísima, interface.
Lámina de caras plano paralelas.
Esfera.
Espejo.
Lente delgada.
Prisma.
Varias lentes delgadas.
                 LA ESFERA COMO
                 SUPERFICIE
                 ÓPTICA
Cuando un rayo incide sobre una superficie esférica de
índice de refracción n y de radio R se refracta dando
una imagen a una distancia diferente de la distancia
objeto la relación entre ellas.
n1
      n2
      R
 so        Si
n2 n1 n2  n1
   
so si    R
ESPEJOS

Son sistemas ópticos que reflejan
toda la luz que llega a ellos.
Pueden ser planos o esféricos
cóncavos o convexos.
FÓRMULA DE LOS
ESPEJOS
             f
O
                 O´
    S   S´
1 1 1
   
s´ s f
LENTES
DELGADAS
Una lente se considera
como un sistema óptico
formado por dos superficies.
  Las dos superficies suelen
  aproximarse a superficies esféricas
  pero una de ellas puede ser plana o
  de otro tipo.
FÓRMULA DE LAS
LENTES DELGADAS
1 1            1  1
    (nl  1)(  )
so si          R1 R2
1 1 1
  
f so si
             MODELO
             CRPUSCULAR D E
             LA LUZ

La fuente luminosa emite partículas
llamadas fotones cuya energía es h  y
viajan a la velocidad de la luz.
            MODELO
            ONDULATORIO

El modelo ondulatorio considera a la luz
como una serie de ondas esféricas cuyos
frentes de onda son superficies esféricas
concéntricas con centro en el punto
donde se origina la perturbación.
              TEORÍA
              ELECTROMAGNÉ-
              TICA
La luz visible y otra como la infrarroja son
una perturbación electromagnética que se
propaga en forma de ondas.
PROPAGACIÓN DEL
CAMPO
ELECTROMAGNÉ-
TICO EN EL VACÍO
Albert Einstein
enunció en 1905 que la luz se
propaga en el espacio vacío
siempre con velocidad c la cual es
independiente del estado de
movimiento del cuerpo emisor, las
ondas electromagnéticas se
pueden propagar sin necesidad de
un medio que las sustente.
EXPERIENCIA DE
HERTZ
Se basa en un circuito LC
El condensador cargado entre sus
armaduras existe un campo
eléctrico que almacena la energía
que se suministró para separar las
cargas entre las armaduras.
Cuando se cierra el interruptor el
condensador comienza a
descargarse.
Al circular la corriente eléctrica por
la autoinducción se crea un campo
magnético en la autoinducción y se
almacena en ella energía en forma
de energía magnética.
       A continuación la corriente
comienza a disminuir y el
condensador se carga en sentido
contrario.
        En el condensador y en la
bobina se producen campos
eléctricos y magnéticos variables
pasando por valores máximos y
cambiando la polaridad.
La energía electrostática del
condensador y la electromagnética
permanecen constantes.
      2
     1Q  1 2
ET      LI  K
     2 C 2
    w   1
    
   2 2 LC
 Este sistema emite energía en
forma de ondas electromagnéticas
que son esféricas y tienen la
misma frecuencia que la de
oscilación del circuito.
Una radiación electromagnética es
un movimiento ondulatorio
caracterizado por ondas
transversales en las que la
propagación de los campos E y B
son siempre perpendiculares entre
si y ambos a la vez lo son a la
dirección de la onda.
           COHERENCIA


La diferencia de fase entre dos ondas
debe ser constante para cada punto del
espacio independientemente del tiempo.
      RESUMEN                    ir
     Rayos paralelos aleje
      óptico.
                              n1seni=n2sent
ir

     Rayo que pasa por el          c
      centro óptico.             n
                                    v

        y´  s´                 1   1 1
      A                         
        y   s                  f so si

								
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