(Óptica) luz en la medicina

en la medicina-------------------------------------------------
VIII. LUZ EN MEDICINA
LA LUZ es parte de nuestra vida, sin ella no existiría el mundo como lo conocemos, sin embargo entender qué es resulta muy complicado, pues a veces presenta el comportamiento de una onda y a veces el de una partícula.

Figura 18. Fenómenos (a) de refracción y (b) de reflexión de la luz. La imagen quetenemos de un objeto nos engaña respecto a la posición real del objeto.
Algunas de las propiedades de la luz tiene aplicaciones en medicina, por ello es que aquí mencionaremos las más comunes. Las aplicaciones médicas de la luz abarcan el intervalo de frecuencias del infrarrojo (IR), del visible y del ultravioleta (uv).
Cuando la luz incide sobre una superficie plana, pulida, el rayo se refleja ental forma que el ángulo de reflexión r es igual al ángulo de incidencia i medidos respecto a la perpendicular a la superficie, de modo que para un observador al cual llega el rayo reflejado, la imagen parece provenir de detrás de la superficie reflectora.
Cuando la luz incide sobre un material transparente, se divide en la superficie en dos partes, una de ellas se refleja y la otra se trasmitea través del material. El rayo no tiene la misma dirección que el rayo incidente. Este fenómeno se conoce como refracción. La razón de la velocidad de la luz en el vacío c a la velocidad de la luz en el medio v se conoce como índice de refracción n:

La ley que rige el comportamiento de la luz al refractarse cuando pasa de un medio con índice de refracción n1, a otro cuyo índice de refracciónes n2, incidiendo de tal forma que hace un ángulo 1 con la vertical, es la Ley de Snell: n1 sen1 = n2 sen 2 siendo 2 el ángulo que forma el haz trasmitido con la vertical en el medio 2.
Cuando la luz pasa del medio 1 al medio 2, caracterizados por n1 y n2 respectivamente, y n1 < n2 la luz siempre se trasmite al medio 2. Sin embargo, no sucede así cuando n1 > n2 en este caso la luz setrasmite cuando el ángulo de incidencia 1 es menor que un cierto valor c; si el ángulo de incidencia es igual a c, la luz viaja paralela a la superficie, y si es mayor que c; sólo se refleja en la superficie que separa los dos medios sin trasmitirse, como se puede ver en la figura 19. Al ángulo c se le conoce como ángulo crítico y al hecho de que la luz se refleje completamente cuando 1>c se leconoce como reflexión interna o reflexión total.
El ángulo crítico para la interfase entre el aire y un material con índice de refracción , es 45°. Prácticamente todos los vidrios tienen índices de refracción mayores que y por lo tanto tienen ángulos críticos que son menores que 45°. Una pieza de vidrio cortada en ángulos de 45° (prisma) puede usarse como un espejo.
Combinaciones de prismas seusan en los binoculares para incrementar el camino de la luz sin aumentar la longitud del instrumento.

Figura 19. Si n1 >n2, existe un ángulo crítico c, para el cual el rayo de luz ya no pasa del medio 1 al medio 2, sólo reflejándose en la superficie. Este fenómeno se conoce como reflexión interna.
Cuando pasa luz a una barra de vidrio o de plástico de diámetro pequeño, los ángulos con losque inciden los rayos de luz sobre las paredes de la barra son mayores que el ángulo crítico, produciéndose así una reflexión interna si la barra se dobla o se curva. Estas barras se conocen como pipas de luz o fibras ópticas y tienen infinidad de aplicaciones; por ejemplo, se puede ver el interior del estómago de un paciente sin tener que abrirlo.
La luz como onda produce interferencia ydifracción que son fenómenos de menor importancia en medicina. Como partícula, la luz puede ser absorbida por una molécula simple. Podemos decir que la "partícula" de luz, conocida como fotón, puede ser absorbida y la energía que transporta usarse de varias maneras; puede causar un cambio químico en la molécula que lo absorbe, el cual a su vez puede causar un cambio eléctrico: esto es lo que sucede en...