la luz fisica

F´
ısica
Gu´ de Materia
ıa
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Propagacion de la luz
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Modulo Comun
I Medio

www.puntajenacional.cl

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Nicolas Melgarejo, Veronica Saldana
Licenciados en Ciencias Exactas, U. de Chile
Estudiantes de Licenciatura en Educaci´n, U. de Chile
o

1.

Naturaleza de la luz

A trav´s de la historia son muchos los cient´
e
ıficos que han intentado dar explicaci´n al fen´menoo
o
cotidiano de la luz. Plat´n dijo que nuestros ojos emit´ part´
o
ıan
ıculas que al llegar a los objetos los hac´
ıan
visibles. Por otro lado, Arist´teles describi´ a la luz como un flujo inmaterial que se propaga entre el
o
o
ojo y el objeto. Pero estas teor´ no llegaron a explicar algunos fen´menos simples como la reflexi´n y
ıas
o
o
refracci´n.
o
Antes del siglo XIX Newtonconsider´ la luz como una corriente de part´
o
ıculas emitidas por la fuente
de luz, las que a su vez estimulaban el ojo, esto ultimo se conoce como la Teor´ corpuscular con la que
´
ıa
se pudo dar respuesta a la reflexi´n y refracci´n de forma simple.
o
o
Contempor´neo a Newton era Christian Huygens quien mostr´ que si se considera a la luz como una
a
o
onda tambi´n es posible demostrarla refracci´n y reflexi´n. Esta Teor´ ondulatoria de la luz no fue
e
o
o
ıa
aceptada de forma inmediata por la comunidad cient´
ıfica, hasta que Thomas Young demostr´ que en
o
ciertas condiciones la luz exhibe un comportamiento de interferencia, esto es, en algunos puntos de la
vecindad entre dos fuentes lum´
ınicas, las ondas de luz se combinan pudi´ndose observar interferencias
edestructivas y constructivas, fen´meno propio de las ondas.
o
Maxwell en 1.873 demostr´ que la luz es una onda electromagn´tica de alta frecuencia, y predijo que
o
e
estas ondas deben tener una velocidad de 3 · 108 [m/s], lo que fue confirmado experimentalmente por Hertz,
quien demostr´ adem´s que la luz se refleja, refracta y tiene todas las propiedades de una onda. Aunque
o
a
es posibleexplicar gran parte de los fen´menos ´pticos, la Teor´ ondulatoria es incapaz de explicar el
o
o
ıa
fen´meno fotoel´ctrico.
o
e
El fen´meno fotoel´ctrico corresponde a la emisi´n de electrones por algunos metales al ser expuestos
o
e
o
a una fuente lum´
ınica y fue explicado con el concepto de cuantizaci´n de Albert Einstein, el cual propone
o
que la energ´ de una onda de luz se presenta en“paquetes” de energ´ llamados fotones , lo que da una
ıa
ıa
idea de luz cuantizada. En la actualidad la luz se considera con una naturaleza dual, esto es, en ocasiones
la luz se comporta como onda y en otras como part´
ıcula.

2.

Caracter´
ısticas de la luz
Es una onda electromagn´tica de alta frecuencia.
e
Est´ compuesta por part´
a
ıculas sin masa llamadas fotones, las quecontienen energ´
ıa.
Tiene una naturaleza dual: se comporta como onda y tambi´n como part´
e
ıcula.
Es una manifestaci´n de la energ´
o
ıa.
Gracias a su naturaleza electromagn´tica, no necesita de un medio material para propagarse, a
e
diferencia del sonido.
La velocidad de cualquier onda electromagn´tica, en particular de la luz, es finita y depende del
e
medio. En el vac´ esta velocidades igual a 3 · 108 [m/s] o , lo que es suficiente para dar 7,5 vueltas
ıo
a la Tierra en un segundo.
En un medio homog´neo la luz se propaga en l´
e
ınea recta, siendo un caso puntual del Principio de
Fermat.
• Principio de Fermat : El trayecto seguido por la luz al propagarse es tal que el tiempo empleado
es m´
ınimo.
Es posible representar la luz por rayos, los que pueden serdivergentes, convergentes o paralelos.
2

Se llama haz de luz a un conjunto de rayos.

3.

Reflexi´n
o

Fen´meno que sucede cuando un haz de luz choca con una superficie, y parte del haz luminoso
o
vuelve a propagarse por el mismo medio por el que ven´ pero en otra direcci´n. Cumple con la ley de
ıa,
o
reflexi´n descrita anteriormente, es decir, el ´ngulo del haz incidente es igual al ´ngulo...