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 Propagación de la luz
De todos los fenómenos físicos, los relacionados con la luz posiblemente sean los más fascinantes e intrigantes. Las preguntas ¿qué es la luz?, ¿cómo es posible la visión?, ¿qué son los colores?, ¿cómo se forman los arco iris?, etc. han preocupado al ser humano desde siempre, siendo la historia de los esfuerzos por responderlas un aspecto centralde las ciencias físicas.
El estudio de la luz, denominado óptica, normalmente se divide en dos secciones: Propagación de la luz, en que se abordar la óptica sobre la base de la noción de rayo de luz (razón por la cual se denomina óptica geométrica) y Naturaleza de la luz, en el que se estudia la óptica considerando la luz como un fenómeno ondulatorio (en este caso hablaremos de óptica física).La rapidez de la luz
En 1849, Hippolyte Fizeau (1819 – 1896) mide la velocidad de la luz dentro de un laboratorio. Su método consistió en interceptar un rayo de luz reflejado en un espejo con los dientes de una rueda giratoria. El resultado de las mediciones indicaba que la luz tendría una rapidez de 313.274 km/s en el aire. Años más tarde,en 1880, el físico estadounidense Albert Michelson (1852-1931) logra mayor exactitud con una técnica similar. Su método consiste en hacer girar con la rapidez exacta un sistema de espejos en el que se refleja un rayo de luz. Hoy se define la rapidez de la luz, en el vacío, como 299.792.456 m/s y se la designa con la letra “c”. Para efectos de cálculo, a menos que se indique algo diferente,empleamos la aproximación c = 3 x 108 m/s. Del mismo modo, aunque en el aire esta velocidad es levemente menro, también se emplea el mismo valor que par el vacío.
Los fenómenos de luz y sombra
Solamente mirando el borde de un objeto, como el marco de una puerta o una regla, sabemos si éste se ajusta o no a una recta. ¿Por qué? Porque intuitivamente partimosdel hecho de que la luz se propaga en línea recta. Otra evidencia de su propagación rectilínea surge del análisis de las sombras. Si un punto P emite luz, una esfera opaca Q producirá en una pantalla o telón una sombra circular, tal como se ilustra en la figura.
 

Por otra parte, una mitad de la esfera estará iluminada y la otra estará sumida en laoscuridad. Si la fuente no es puntual, como se aprecia en la figura, veremos además una zona de penumbra.
Estos fenómenos de luz, sombra y penumbra son bastante habituales en la vida diaria, pero donde resultan espectaculares es en el ámbito astronómico, particularmente en el caso de los eclipses. En efecto, el día y la noche, las fases de la Luna y los eclipses de Sol y de Luna son fenómenos de luz ysombra. Las siguientes figuras ilustran estos fenómenos.

Fases Lunares

Las diferentes fases lunares para un observador en la Tierra, corresponden a la forma en que este satélite es iluminado por el Sol,













Eclipses

En la figura se observa como la luna proyecta su sombra sobre la Tierra,  generando un eclipse de Sol.Cuando la Tierra proyecta su sombra sobre la Luna, oscureciéndola, estamos frente a un eclipse lunar.




Ley de la Reflexión

La reflexión especular se rige por una sencilla ley, cuya formulación incluso, es bastante intuitiva. En efecto, tal como muestra la figura; si hacemos incidir un rayo de luz en un puntode una superficie reflectora, tendremos un rayo reflejado. Si trazamos en el punto de incidencia (donde llega el rayo incidente) una línea imaginaria perpendicular a la superficie reflectora, podremos apreciar que siempre se cumple que el ángulo de incidencia (formado por el rayo incidente y la normal) y el ángulo de reflexión (formado por el rayo reflejado y la normal) son de igual medida. ...