Trabajo de investigación:

Luz como onda

INDICE

I. Introducción ……………….………………………………………………………………………………….……. . 2

II. Desarrollo ……………………………………………………………………………………………..…………..… . 12

III. Desarrollo ……………………………………………………………………………………………..…………..… . 32
 “Luz como Onda”

IV. Desarrollo ……………………………………………………………………………………………..…………..… . 14

V. Desarrollo ……………………………………………………………………………………………..…………..… . 15

VI.

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 “Luz como Onda”

I. Introducción
A lo largo de los siglos XVII, XVIII y primera mitad del XIX, gracias a los trabajos presentados años
atrás por algunos científicos en relación a la naturaleza de la luz, pareció quedar claro que la luz se
comportaba como una onda, frente a las teorías que postulaban que podía tratarse más bien de una
sucesión de partículas o corpúsculos. Sin embargo aún quedaba abierta la cuestión de saber qué era
exactamente lo que vibraba en este tipo de ondas. Fue un físico inglés quien, en la segunda mitad del
siglo XIX, estableció que la luz se comportaba como una onda electromagnética.

Es impresionante la gran cantidad de fenómenos de la naturaleza que nosotros no podemos observar

ya que la vista del humano está restringido hasta un cierto limite. Y es triste ya que todo lo que
vemos es nada comparado con lo que no podemos ver. Sin embargo nos las hemos arreglado para
poder estudiar y entender esto que no podemos como por ejemplo los rayos gamma, ultravioleta
entre otros. Pero en este trabajo explicaremos y nos centraremos en los fenomenos relacionados a lo
visible pero tambien hablaremos un poco de lo que no vemos. Por lo tanto en este informe vamos a
explicar sobre los fenómenos relacionados con las ondas electromagnéticas, sus espectros, sus
propiedades, los preciosos misterios de la naturaleza y entre otros.

Como mencionado anteriormente vamos a hablar de los fenómenos relacionados con las ondas
electromagneticas y estos son: la luz blanca, espectro óptico y electromagnético, la dispersión
cromática y el arcoíris. Cada uno de estos temas tiene su propia definición sin embargo todos están
relacionados mutuamente ademas afectan y forman una gran parte de nuestras vidas cotidianas. .
¿Qué significan cada uno de estos temas y cómo están relacionados? A continuación se los
explicaremos brevemente y como se relacionan entre si

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 “Luz como Onda”

La luz blanca:

La luz blanca es un haz de luz que contiene diferentes longitudes de onda

pertenecientes a todo el espectro de luz visible superpuestas y se encuentran en el
espectro electromagnético. En otras palabras, la luz blanca contiene todos los
colores visibles para el ojo humano y cada uno de estos tiene diferentes longitudes
de onda por lo que también tienen distintas frecuencias entre si. Estas longitudes
de onda van desde los 390nm hasta los 750nm.

Las principales fuentes de luz blanca son el sol y las estrellas en general pero
tambien existen otros cuerpos incandescentes que pueden llegar a generar luz
blanca como por ejemplo: los filamentos incandescentes de las bombillas. Otras
fuentes artificiales como las lámparas fluorescentes y LED blancos pueden generar
radiación de luz blanca.

Esta luz es considerada incoherente debido a que está compuesta por ondas magnéticas de
frecuencias y longitudes diferentes. Al descomponerse esta luz, se pueden apreciar concretamente
los siguientes 6 colores: violeta - azul - verde - amarillo - naranja - rojo.
Cada uno tiene longitudes de onda y frecuencias distintas

Estas ondas electromagneticas poseen una determinada cantidad de energía que es inversamente
proporcional a la longitud de onda. Por lo que el color rojo o la luz de color rojo va a tener una
menor energía en comparación con el color violeta que va a tener mayor energía.***

Sin embargo los rayos laser por ejemplo, son considerados coherentes ya que son
monocromáticos debido a que están concentrados en un rango de longitud de
onda y frecuencia causando que se mantenga en un color. Y esta longitud es
amplificada miles de veces. Hay muchas utilidades para los laser como por
ejemplo se emplea en el proceso de fabricación de grabar o marcar
métale, plásticos y vidrios. También Permite grabar gigabytes de
información en un CDy DVD. Se puede utilizar para quemar,cortar materiales.y en
la vida continua se utilizan por ejemplo en la medicina para tratamientos
quirúrgicos, ayuda a cicatrización de heridas, tratamientos de piedras en el riñón,
operaciones de vista y operaciones odontologicas. Se usan para defensa, arquitectura, arqueología,
ingeniería civil, telecomunicaciones entre otros.

 ¿Qué es el espectro de luz visible y el espectro electromagnético?

El espectro visible también conocido como espectro óptico de la luz es el espectro de radiación
electromagnética que es visible para el ojo humano. Va desde una longitud de onda de 400nm a
750nm, y sus límites no son exactos pero si es por debajo de los 400nm pertenece a la luz
ultravioleta y si es arriba de los 750nm pertenece a la luz infraroja .

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“Luz como Onda”

Y el espectro electromagnético es la distribución energética de las ondas electromagnéticas y

esta se extiende desde las ondas o radiación con menor longitud de onda hasta las ondas con
mayor longitud de onda.:

 La luz tiene ciertas propoiedades y estas son:

o Reflexión es cuando la onda electromagnética choca contra una superficie y esta se devuelve
al medio de donde provino y forman un ángulo igual al de la luz incidente. Ejemplos:
reflexión en un espejo, reflexión en la superficie del agua, los colores que percibimos son un
efecto de reflexión, entre otros

o Absorcion:esta relacionado a la luz blanca y al color (radiaciones pertenecientes al intervalo

del espectro visible) debido a que cuando un haz de luz blanca choca con un objeto parte de
los colores que lo componen van a ser absorbidos por la superficie y el resto va a ser
reflejados.Como mencionamos anteriormente los colores que percibimos son un ejemplo,
color de una flor, de un árbol, de un auto etc.

o Refracción: la refracción es la desviación de una onda y ocurre cuando una onda

electromagnética o un rayo de luz atraviesa la superficie de separación de dos medios con
distintos indices refractivos.
El rayo al pasar al nuevo medio cambia su velocidad y su longitud de onda pero mantiene su
frecuencia, y otra característica muy importante de esta propiedad es que al pasar al otro
medio se refracta o desvía el rayo, lo que depende del ángulo incidente, de la longitud de
onda y de la velocidad.
Cuando el rayo de luz atraviesa de un medio de menos densidad a uno mas denso ocurre
que el rayo se desvía acercándose mas a la normal (línea imaginaria trazada
perpendicularmente a la superficie) mientras mayor longitud de onda, menor refracción o
desviación. También si una luz entra en un medio con un indice de refracción mayor, la
velocidad disminuirá y viceversa.
Por ejemplo cuando un rayo solar pasa de el vacío hacia la atmósfera ( de vacío a gaseoso),
luz del sol del aire al agua, entro otros.

o Dispersión : se denomina como la separación de las ondas de distintas longitudes de onda y

frecuencias, al atravesar un material ,y se produce cuando un rayo de luz compuesta se refracta
en algún medio quedando separados sus colores que lo conforman. Considerando que la longitud
de onda y la velocidad de propagación son directamente proporcionales veamos el siguiente
fenómeno : en el vacío la rapidez de propagación es la misma para todas las longitudes de onda y
se denomina como “c”, también se considera que la desviación y dispersion es progresiva siendo
mayor para menores longitudes de onda (frecuencias mayores) y menor para longitudes de onda
mayores (frecuencias menores) y si una onda es lenta tendrá más desviación (menor longitud de
onda) mientras que la más rápida tendrá menos desviación (mayor longitud de onda)

Conceptos importantes sobre la refracción:

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“Luz como Onda”

o En un mismo medio material que permita la propagación de la luz la velocidad de propagación va

a depender de la longitud de la onda pero la frecuencia es constante. Y son directamente
proporcionales,

o También ocurre el fenómeno de que en el

vacío todas los rayos con distintas
longitudes de onda van a tener la misma
velocidad estos es 300.000 [km/s] y esto se
denomina con la letra “c”, por lo tanto lo
descrito en el punto anterior no se aplica
en el vacío sino que cuando cambiamos de
medio. Ni una velocidad de una onda en
cualquier medio va a alcanzar esta
velocidad .ni una velocidad va a ser mayor
que “c”

o Que es un indice de refracción? El

indice de refracción es un numero
que no tiene dimension,
representado con la letra “n” y es
distinto en todos los medios
materiales, es obtenido con la
siguiente formula: n = c/v ,
donde c es la velocidad de las
ondas electromagnéticas en el
vacío y v es la velocidad en un
medio material . Se utiliza la ley de
snell para poder calcular el ángulo
de refracción de la luz

o Si comparamos dos medios

materiales con distintos indices de
refracción, el de menor indice de
refracción coincidirá con que el
medio tiene menos densidad.
Como se aprecia en el dibujo de al
lado

Uno de los mejores ejemplos es cuando un haz de luz blanca pasa por un prisma provocando que
se refracten y se dispersen sus colores causando así que se pueda apreciar el espectro visible.

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“Luz como Onda”

hay varios ejemplos de dispersion en la naturaleza que nosotros no tomamos en cuenta e incluso
creemos que pasa por cualquier otra razón y algunos de estos son:

El cielo azul:
alguna vez en nuestra vida nos hemos preguntado de porque el cielo es azul pero nunca hemos
indagado mas para saber porqué. Bueno la razón por la que el cielo es azul es debido a los rayos
de luz blanca emitidos por el sol, que al llegar a la atmósfera cambia de medio causando que esta
se refracte y se disperse, y de todas las longitudes del espectro óptico las que mas se dispersan y
desvían al chocar con la atmósfera son los colores azul y violeta. Una explicación mas especifica
es que al llegar a un medio mas denso landa y velocidad cambian, por lo que las longitudes de los
colores azul y violeta van a disminuir en velocidad pero van a ser las que mas se dispersen y
refracten por lo que van a predominar.

El amanecer:
el cielo rosado mas o menos rojo del amanecer es porque la luz blanca de los chocan contra la
atmósfera casi perpendicularmente por lo que el color que va a predominar debido a que estará
mas cerca de la normal es el rojo y el rosado

Atardecer:
el color rojizo del cielo se debe a que de las longitudes
de onda que componen la luz blanca, la correspondiente al
rojo es la última en desaparecer cuando el Sol se oculta.
Como en el caso del amanecer, el efecto se intensifica
cuando la atmósfera tiene humedad o polvo en suspensión.

Arcoíris:
se produce cuando llueve y aparece un rayo de sol, donde en este caso el sol aporta la luz blanca
y el prisma son las gotitas de agua, y estas descomponen los colores del espectro dejando que se
vean sin separaciones (espectro continuo)

Cómo se considera la luz (partícula y onda)

Luis de broglie postulo que la luz una onda y partícula a la vez. Se propagan en línea recta
*****

Quién descubrió la luz blanca?

en el año 1666 Isaac newton descubrió que haciendo pasar un rayo de luz del sol a través de
un prisma se obtiene el espectro visible de la luz blanca o en este caso de la luz solar.
También invento un aparato llamado el disco de newton, este contiene los colores del
espectro visible y al girar este disco los colores se “mezclan” y se puede apreciar el color
blanco

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“Luz como Onda”

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“Luz como Onda”

Dispersión cromática
Definición: La dispersión consiste en la descomposición de la luz. Es el
espectro de colores que resulta de la luz blanca al atravesar un medio. La
dispersión cromática es la variación del índice de refracción de un medio óptico
con la longitud de onda. El término Dispersión Cromática se refiere al retardo
(deformación) espectral de un pulso óptico conforme se propaga por la fibra. En
la refracción, la luz blanca se separa en diferentes colores. Este fenómeno se
denomina dispersión cromática

Tipos de Dispersión:
1. En la óptica: Ocurre debido a que la velocidad de la luz a través de la
fibra depende de su longitud de onda y del modo de propagación. Las
diferencias en la velocidad son pequeñas, pero de manera similar a la
atenuación, esta se acumula con la longitud.

2. En la física: Se denomina como la separación de las ondas que tienen una

frecuencia distinta al atravesar un material. Todos los medios de la
materia son dispersos (al menos por una parte), la dispersión afecta a
todas las ondas que se desplazan por la atmosfera y hasta las ondas que
atraviesan espacio. Pueden encontrarse en la luz, el vidrio, el agua o el
aire.

3. En la fibra óptica: Sucede cuando un pulso de luz viaja a lo largo de una

fibra, la señal no solo se atenúa sino también se desvía o extiende en el
tiempo, esto sucede debido a la dispersión. Si se envían varios pulsos en
una fibra a una alta veleidad, los pulsos se separaran debido a la

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“Luz como Onda”

dispersión y el receptor no podrá distinguir donde empieza un pulso y

donde acaba el otro

Isaac Newton: El hizo dos experimentos;

1. En el primero hizo un rayo de un color que pasa por el prisma
transparente y finalmente se ve que no hay variación en el color.
2. En el segundo uso dos prismas ( Inversión del espectro) , en uno se
descomponía la luz blanca y en el otro se vuelve a producir la luz blanca.
3. Descubrió que al hacer girar rápidamente un disco pintado con diferentes
colores, se veía blanco.

El disco nos prueba que el blanco no es un color, sino que corresponde a

la sensación visual que se produce cuando se superponen muchos colores
distintos.

 Los colores con que vemos los objetos dependen tanto de los
objetos como del color de la luz con que se los ilumine. 

Conclusión de Isaac Newton: La luz blanca que esta compuesta por

varios colores mezclados es imposible distinguir por el ojo humano.

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“Luz como Onda”

Ejemplos de Dispersión cromática:

1. El Arcoíris;

La dispersión cromática se puede ver en los arcoíris, cuando la luz del sol
se reflecta y se reflejan las gotas de lluvia. Esto sucede cuando la luz
blanca se refleja en las gotas de lluvia, esto produce una superposición de
diferentes colores y estos producen el arcoíris, los colores que se producen
son, el rojo, el naranjo, el amarillo, el verde, el azul y el violeta.

Https…
https://webs.ucm.es/info/giboucm/Download/chromatic_dispersion.pdf
https://deconceptos.com/general/cromatico
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_reproducci%C3%B3n_crom%C3%A1tica
https://prezi.com/u5tihi9t93ts/dispersion-cromatica/
http://m.educarchile.cl/portal/mobile/ficha-tematica.xhtml?id=133072
http://m.educarchile.cl/portal/mobile/ficha-tematica.xhtml?id=133072

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El arcoíris forma llamativos y preciosos arcos de colores en el cielo de forma circular, son un

maravilloso espectáculo en el cielo.
Un arcoíris es un fenómeno óptico y meteorológico que produce la aparición de un espectro de
frecuencias de luz continuo en el cielo cuando los rayos del sol atraviesan gotas de agua presentes en
la atmósfera terrestre. La luz que entra a las gotas –que actúan como prismas- se refracta. Luego se
refleja en la parte posterior de la gota. Cuando esta luz reflejada deja la gota el resultado es un arco
multicolor con el rojo hacia la parte exterior y el violeta hacia la interior, pasando por el naranja, el
amarillo, el verde, el azul y el índigo.

El arcoíris tiene forma circular, son círculos completos. Normalmente observamos tan solo una parte,
pues la otra parte del aro está cortada por el suelo. Si las condiciones atmosféricas y el sitio de
observación son perfectos es posible observar el anillo completo, por ejemplo en los bordes de las
cataratas, en lo alto de una montaña o de un avión, teniendo el sol a nuestra espalda.

Arcoíris dobles

Aunque es menos frecuente, también es posible ver arcoíris dobles, triples e incluso cuádruples.
Esto se explica debido a que la luz sufre más reflexiones en el interior de la gota antes de salir.
Cuando la luz rebota dos veces en el interior de las gotas de agua se produce un arcoíris doble,
cuando la luz rebota tres veces se producen los fenómenos triples, y así sucesivamente.

En el caso de los arcoíris secundarios, éstos suelen ser mucho más tenues que los primeros (con cada
reflexión la luz se debilita) y con los colores invertidos, es decir, el rojo hacia el interior y el violeta
hacia el exterior donde están más separados que en el primario. Además, suelen ser 10° más extenso
que el arco primario y aproximadamente el doble de ancho. Mientras que los primarios se forman
entre unos 40° y 42° del punto anti-solar y si las gotas son más grandes (de 1 milímetro o más de
diámetro) los colores; verde, rojo y violeta son brillantes, pero hay poco azul.

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Como las paredes de esta gota son curvadas, la refracción se produce en ángulos variables, pero es
alrededor de 138º respecto la dirección que llevaba el haz de luz solar incidente cuando la podemos
contemplar.

Tamaños y formas
Los diversos tamaños y formas de las gotas afectan la intensidad de los colores del arco iris. Además
para que podamos contemplar este fenómeno los rayos de luz solar deben alcanzar una gota de
lluvia formando un ángulo de 40-42 grados con nuestra mirada, por lo que los arcoíris son más
comunes por las mañanas o por las tardes, siendo más complicado poder observarlos, cuanto más
cerca estemos del mediodía. Como el centro del arco se encuentra en el punto opuesto al Sol en el
horizonte, será más ancho cuanto más cerca esté el Sol del horizonte.
El arcoíris es visible para nosotros cuando nos encontrarnos entre el Sol y la lluvia. Es decir, que si
nos colocamos de frente a un arco iris, el Sol estará detrás de nosotros. Eso si nos movemos un
poco a un lado, la luz que observaremos será otra diferente, puesto que la luz dispersada que vemos
será la de otras gotas de lluvia. Por tanto, en cada posición veremos un arcoíris distinto. De esto se
desprende una conclusión curiosa, y es que dos personas, aunque estén juntas, verán arcoíris
completamente diferentes.

Arcoíris lunar

Los arcoíris también pueden aparecer por la noche, cuando los rayos de luz provienen de reflejos de
la luna en lugar del sol, estos se llaman “arcoíris lunar”.

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Halo

En otras ocasiones el arcoíris no tiene forma de arco, sino que tiene forma de una circunferencia
completa y se lo denomina halo. Cuando sucede esto no son gotas de agua las que refractan los
rayos de luz, sino partículas de hielo presentes en la tropósfera. 

Y por último, no existe el final del arcoíris.  Al igual que la Luna, los arcoíris parecen moverse cuando
nosotros nos movemos porque la luz que forma el arcoíris lo hace a una distancia y ángulo específico
del observador, de modo que esta distancia siempre será la misma entre el arcoíris y nosotros por
más que queramos acercarnos.

https://josevicentediaz.com/2018/06/07/que-es-el-arcoiris/
https://www.eltiempo.com/vida/ciencia/por-que-sale-el-arcoiris-154236
https://cronicasdeunamonite.wordpress.com/2014/10/20/los-arcoiris-como-se-forman-y-
curiosidades/
https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/2010/10/31/%C2%BFcomo-se-forma-el-arco-iris
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Conclusion : **

Ahora que ya sabemos que significa y como se relacionan los temas podremos concluir los siguiente;
La luz blanca, los espectros electromagnéticos y ópticos, la dispersión cromática y el arcoíris están relacionados
de la siguiente manera: la luz blanca surge de la combinación de los colores pertenecientes una parte del
espectro electro magnético y esa parte corresponde al espectro óptico o visible. Con esta luz blanca
proveniente del espectro electromagnético pueden ocurrir diversos fenomenos o propiedades características
de la luz, como por ejemplo la refraccion, reflexion y dispercion ,. Estos fenomenos son la causa de que
podamos ver el color de un objeto o persona, o también de que podamos admirar rarezas maravillosas que
ocurren en la naturaleza como o por ejemplo los arcoíris, el color de nuestro cielo a distintas horas del día entre
otros.Pero tambien pueden ocurrir estos fenomenos con los rayos de luz que no podemos ver pero siguen
siendo útiles en nuestra vida y estos serian:los rayos x, los rayos gamma, los rayos UV e infrarrojo entre otros.
Entonces podemos concluir que las relaciones que tienen estos temas entre si son en la mayoría beneficiosos
para los humanos.

Para finalizar revisaremos por ultima vez las ideas mas importantes sobre nuestros temas
La luz blanca es la combinación de todos los colores del espectro visible por el ojo humano, y es considerada
incoherente debido a todas las diferentes longitudes de onda que contiene. Sus propiedades mas importantes
serian la absorcion, la reflexion, la refraccion y la dispercion. Y la podemos clasificar como una de la luces mas
ventajosa para el ojo humano. El uso de la luz blanca presenta un beneficio para nosotros, ya que ofrece un
mejor contraste de colores y ayuda en el reconocimiento de objetos y de personas.

El espectro electromagnetico son todas las radiaciones electromagneticas existentes, que en el caso de la luz se
perciben de distintos colores. Además para su studio este se divide en bandas tales como los rayos gamma, los
rayos X, los rayos ultraviolet, los rayos infrarrojos, microondas, etc. Dentro del espectro electromagntico existe
el espectro visible u óptico el cual tiene un rango de entre 400 y 700 nm y es el cual los seres humanos
podemos ver. Las ondas que lo componen son las llamadas luz visible que dependiendo de su longitude de
onda nos permiten observer colores como el rojo, naranja, Amarillo, verde, cian, azul y violeta..

- Los cuerpos negros permiten que solo se absorba energia y que esta no se refleje y esto facilita el studio de la
liberacion de energia por cuerpos calientes.

- Las ondas electromagneticas son percibidas de acuerdo a su frecuencia, parecido a lo que pasa con los colores
cuando la luz se refracta en un prisma y no todos los colores tienen igual intensidad, sino que depende de su
longitude de onda.

La dispercion cromática consiste en que la luz blanca atraviesa un prisma, esta se descompone y resulta en el
espectro de colores ( colores que mencionamos anteriormente). Esto sucede porque había una superposición
de los colores y estos se separaron o dispersaron al pasar por el prisma. Un ejemplo de esta situación seria
cuando se crea un arcoíris, ya que este se crea cuando la luz del sol pasa a travez de las gotitas de lluvia, lo que
produce que se descomponga la luz ya que en este caso el agua actúa como un prisma. De esta manera se
produce el arcoíris, que puede ser visto por el ojo humano. Y otros ejemplos como el color del cielo ocurren
tambien por dispersion.

El arcoíris es un fenómeno metereologico causado por la dispersión de la luz blanca al atravesar las gotitas de
lluvia. Se pueden apreciar todos los colores del espectro óptico, y hay distintos tipos de arcoíris como por
ejemplo: los que son doble, triple o incluso cuádruple, tambien hay arcoíris lunares y por ultimo los halos que
se forman rodeando el solo en forma circular debido a unos pequeños cristales y hielo que se encuentran en las
nubes cirrus.

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