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Tema 1:
La naturaleza de la luz

1.1 La naturaleza de la luz.
1.1.1 Las ondas electromagnéticas.

La luz es de doble naturaleza:
- en su absorción por los cuerpos materiales se comporta como un fotón.
- en su transmisión se comportan como una onda electromagnética; estas ondas tienen dos planos de oscilación, en dos campos eléctrico y magnético asociados y perpendiculares entre sí. Laamplitud de oscilación entre ambos campos es proporcional a la intensidad de la radiación.

1.1.2 La emisión de la luz.

Según actuales teorías los procesos que generan la emisión de dichas ondas se producen a nivel atómico. Los electrones de la corteza de los átomos se sitúan en una serie de orbitales o niveles de energía, siendo ésta mayor cuanto más alejados estén del núcleo. Un electrón,con una energía dada, podrá situarse en nivel acorde con su estado energético. Si recibe energía exterior podrá saltar a un nivel superior. Mientras éste esté en el nuevo nivel u orbital, el átomo estará en estado excitado e intentará recuperar su estado de equilibrio anterior, para lo que deshará del exceso energético emitiendo una radiación electromagnética.

1.1.3 El espectroelectromagnético.

Así se llama al conjunto de todas las posibles ondas electromagnéticas. Suele ordenarse en longitud de onda decreciente y comprende varias zonas diferenciadas: ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Todas estas radiaciones comparten la misma naturaleza: todas son luz. La diferencia entre ellas está en la energía que transportan.

Lasondas electromagnéticas tienen distintas características, siendo más peligrosas para los seres vivos aquellas de frecuencia mayor.

1.1.4 El espectro visible y la ventana óptica.

La luz visible ocupa un pequeña parte del espectro electromagnético, llamándose espectro visible, determinada por la capacidad del ojo humano para percibir solo ciertas longitudes de onda (desde los 780 a los 380nanómetros).

Por encima de los 700 nn (hasta los 1500) y por debajo de los 400 nn (hasta 300) está lo que llamamos la ventana óptica: comprende el espectro visible y parte de los infrarrojos y ultravioletas. Se llama óptica porque las radiaciones comprendidas en dicho rango atraviesan vidrio y medios ópticos, y pueden impresionar materiales fotográficos.

1.2 Tipos de luz.
1.2.1 Luz monocromáticay espectral.

Dentro del espectro visible están las radiaciones electromagnéticas que son percibidas por el ojo humano y provocan en él una respuesta sensorial. Cuando un conjunto de radiaciones solo presenta una longitud de onda son monocromáticas o se dice que el color de las mismas es espectral.

1.2.2 Luces policromáticas.

La mayoría de las luces naturales y artificiales sonpolicromáticas, mezclan distintos colores espectrales o radiaciones monocromáticas. El ojo humano es incapaz de distinguir esta cualidad de mezcla en la luz.

1.2.3 Incoherencia y coherencia luminosa.

Las radiaciones electromagnéticas presentan una característica que ilustra su estado de oscilación: la fase. Las fuentes luminosas emiten ondas en las que sus fases tendrán una distribuciónestadística, oscilando cada onda de un modo independiente, ya que la emisión atómica hace impredecible cada onda-partícula. Se dice por ello que las ondas son una radiación incoherente.

Para hablar de la radiación coherente pondremos como ejemplo el láser; en él, el proceso de emisión de una luz se produce por pulsos, generando en cada uno de ellos un destello de rayos luminosos cuyas ondas individualesestán en fase.

1.3 La transmisión de la luz
1.3.1 La transmisión de la luz. Velocidad.

La luz se transmite en línea recta y en todas las direcciones desde la fuente emisora a una velocidad constante y específica de cada medio de propagación; es independiente del estado de movimiento y velocidad de la fuente y del observador. La máxima velocidad que alcanza en el vacío es de 300.000...
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