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Difraccion de La Luz
Difraccion de La Luz
Difraccion de La Luz
La óptica es la ciencia que estudia las leyes y propiedades de la luz, su refracción y absorción y los
medios del ojo en esa relación. También puede señalarse como la práctica profesional que
consiste en preparar recetas para lentes oftálmicos, dispensar anteojos, hacer y colocar lentes de
contacto. Se refiere, además, al aparato compuesto de lentes y espejos, que sirve para ver
estampas y dibujos agrandados. También puede definirse como punto de vista al considerar un
asunto u otra cosa. Conocer las leyes de la óptica nos permite comprender como se forman las
imágenes.
La óptica es una rama de la física que se dedica al estudio de la luz visible: sus propiedades y su
comportamiento. También analiza sus eventuales aplicaciones en la vida del ser humano, como es
la construcción de instrumentos para detectarla o valerse de ella.
La luz ha sido definida por la óptica como una franja de emisiones electromagnéticas, cuyo
comportamiento es similar al de otras formas invisibles (para nosotros) del espectro
electromagnético, como la radiación ultravioleta o infrarroja. Esto significa que su
comportamiento puede ser descrito según la mecánica de ondas (excepto en contextos muy
específicos en los que la luz actúa como una partícula) y los planteamientos de la electrodinámica
clásica de la luz. La óptica es un campo de investigación muy importante y que nutre de
herramientas a las demás ciencias, especialmente a la astronomía, la ingeniería, la fotografía y la
medicina (oftalmología y optometría). A ella debemos la existencia de espejos, lentes, telescopios,
microscopios, láseres y sistemas de fibra óptica.
LUZ
Lo que llamamos luz es la parte del espectro electromagnético que puede ser percibido por el ojo
humano. Existen, aparte de la luz, diversas formas de radiación electromagnética en el universo,
que se propaga por el espacio y transporta energía de un lugar a otro (como la radiación
ultravioleta o los rayos x), pero a ninguna de ellas podemos percibirlas naturalmente.
La luz visible está compuesta por fotones (del vocablo griego phos, “luz”), un tipo de partículas
elementales que carecen de masa. Los fotones se comportan de manera dual: como ondas y como
partículas. Esta dualidad dota a la luz de propiedades físicas singulares.
La óptica es la rama de la física que estudia la luz, sus propiedades, comportamiento, interacción y
sus efectos sobre la materia. Sin embargo, la luz es el estudio de muchas otras disciplinas como la
química, la relatividad general o la física cuántica, entre otras.
Características de la luz
La luz es una emisión ondulatoria y corpuscular de fotones, es decir, al mismo tiempo se comporta
como si estuviera hecha de ondas y de materia.
Se desplaza siempre en línea recta, a una velocidad definida y constante. La frecuencia de las
ondas lumínicas determina el nivel de energía de la luz, y es lo que diferencia a la luz visible de
otras formas de radiación.
Aunque la luz en general (tanto del Sol como la de una lámpara), se vea blanca, contiene ondas
con longitudes de onda que corresponden a cada color del espectro visible.
Eso puede evidenciarse al apuntarla a un prisma y descomponerla en los tonos del arcoíris. Que un
objeto tenga un color particular es consecuencia de que el pigmento del objeto absorbe ciertas
longitudes de onda y refleja otras, reflejando la longitud de onda del color que vemos.
Si a un objeto lo vemos blanco es porque el pigmento refleja toda la luz que se emite sobre él,
todas las longitudes de onda. Si, en cambio, lo vemos negro es porque absorbe toda la luz y no se
refleja nada, no vemos nada, es decir, vemos negro. Los colores del espectro perceptible por
nuestro ojo van desde el rojo (700 nanómetros de longitud de onda) hasta el violeta (400
nanómetros de longitud de onda).
Propagación de la luz
La luz se propaga en línea recta y a una velocidad de 299.792.4458 metros por segundo
(300000km por segundo) en el vacío. Si le toca atravesar medios densos o complejos, se mueve a
velocidades menores.
El fenómeno de las sombras también tiene que ver con la propagación de la luz: al impactar contra
un objeto opaco, la luz proyecta su silueta sobre el fondo, delineando la porción bloqueada por el
objeto. Existen dos grados de sombra: una más luminosa, llamada penumbra; y otra más oscura,
llamada umbra.
Fenómenos de la luz
La refracción en esta figura se produce porque disminuye la velocidad de la luz al pasar por el
agua.
Los fenómenos de la luz son alteraciones que experimenta al someterse a determinados medios o
determinadas condiciones físicas. Muchos de ellos son visibles a diario, incluso si no sabemos bien
cómo operan.
Reflexión difusa: La superficie presenta rugosidades. Los rayos salen reflejados en todas las
direcciones. Podemos percibir los objetos y sus formas gracias a la reflexión difusa de la luz en su
superficie.
La refracción. Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro, con diferentes densidades se
da un fenómeno conocido como «refracción». El ejemplo clásico lo constituye el paso de la luz
entre el aire (menos denso) y el agua (más densa), cosa que puede evidenciarse al introducir un
cubierto en un vaso con agua y notar cómo la imagen del cubierto parece interrumpirse y
duplicarse, como si hubiera un “error” en la imagen. Esto se debe a que el agua cambia la
dirección de propagación al pasar de un medio al otro.
La difracción. Cuando los rayos de luz rodean a un objeto o pasan a través de aberturas en un
cuerpo opaco, experimentarán un cambio en su trayectoria, produciendo un efecto de apertura,
como ocurre con los faros de un automóvil durante la noche. Este fenómeno es propio de todas
las ondas.
La dispersión. Esta propiedad de la luz es la que nos permite obtener el espectro de color
completo al dispersar el haz de luz, es decir, es lo que ocurre cuando la hacemos atravesar un
prisma, o lo que ocurre cuando la luz atraviesa las gotas de lluvia en la atmósfera y genera así un
arcoíris.
La polarización. La luz está compuesta por oscilaciones del campo eléctrico y magnético que
pueden tener distintas direcciones. La polarización de la luz es un fenómeno que ocurre cuando,
por ejemplo, por medio de un polarizador (como pueden ser los anteojos de sol) se disminuyen las
direcciones de oscilación de manera que la luz se propaga con menos intensidad
En la reflexión, la onda se queda en el mismo medio y rebota en la superficie con el mismo ángulo
de incidencia.
Cuando se transmite a otro medio, esta onda se refracta, adquiriendo una velocidad distinta
(siempre que el índice de refracción sea distinto) y con un ángulo distinto.
Para la difracción necesitamos una rendija, teniendo un nuevo frente de onda cuando la onda
inicial pase a través de esta.
La difracción en las olas del mar se puede apreciar en la entrada de una bahía estrecha, donde se
ve que las olas que llegan desde mar abierto cambian su forma al pasar por el estrecho y acercarse
a la costa. La luz también experimenta difracción, pero como su longitud de onda es muy pequeña,
solo es apreciable cuando se interpone un obstáculo diminuto. Sin embargo, se puede comprobar
fácilmente que la luz del Sol se difracta haciendo pasar un estrecho haz al interior de un cuarto
oscuro. Proyectando el haz sobre la pared con ayuda de un cartón agujereado, el redondel
luminoso es más grande de lo que podría suponerse. Cuanto más estrecha la abertura en el
cartón, mejor se aprecia el efecto.
De acuerdo al origen de las ondas o de la naturaleza del medio a través del cual se propagan,
dependerán los efectos de su aparición y sus características. Así, podemos hablar de ondas de luz,
de sonido, etc., cada una con propiedades físicas y frecuencias diferentes, dependiendo, entre
otras cosas, del medio en el que se propagan y de cuánta energía transportan.
Algunas ondas, como las sonoras, no pueden transportarse en el vacío, requieren de un medio
físico. Otras, como las ondas electromagnéticas, pueden hacerlo perfecta y velozmente: es así
como operan los satélites artificiales que reenvían información a la Tierra mediante microondas.
Tipos de onda
Ondas gravitacionales
Según su periodicidad:
Según su dirección:
Ondas longitudinales. Las partículas del medio se mueven en la misma dirección en que se
propaga la onda.
Período. Es el tiempo que demora la onda en ir desde una cresta hasta la siguiente, o sea, en
repetirse. Se representa con la letra T.
Amplitud. Representa la variación máxima del desplazamiento, la distancia vertical entre la cresta
y el punto medio de la onda. Se representa con la letra A.
Frecuencia. Es el número de veces que la onda se repite en una unidad determinada de tiempo,
razón por la cual se calcula según la fórmula f = 1/T. Se representa con la letra f.
Las ondas suelen necesitar de un medio material para propagarse, aunque algunas lo pueden
hacer perfectamente en el vacío (dependiendo de la naturaleza de la onda) Por ejemplo, las ondas
electromagnéticas, que constituyen oscilaciones de los campos eléctricos y magnéticos y se
desplazan a la la velocidad de la luz, no requieren de un medio material para propagarse.
En cambio, las ondas mecánicas precisan de un medio físico para propagarse, como puede ser el
agua, un metal o el aire. Por ejemplo, cuando arrojamos una piedra a un estanque, la piedra
provoca una onda que se propaga a través del agua.