Optoelectronica

LUZ E ILUMINACIÓN
OBJETIVOS Después de completar el estudio se este tema podrá usted: 1. Analizar la investigación histórica acerca de la naturaleza de la luz y explicar porque la luz a veces se comporta como onda y otras veces como partículas. 2. Describir las grandes clasificaciones en el espectro electromagnético que se basan en la frecuencia, la longitud de onda o la energía. 3. Escribir yaplicar formulas para mostrar la relación entre la velocidad, la longitud de onda y la frecuencia; y entre la energía y la frecuencia, en el caso de la radiación electromagnética. 4. Describir los diversos experimentos que permiten hacer una estimación razonable de la velocidad de la luz. 5. Ilustrar con dibujos su comprensión de la formación de sombras, diferenciando umbra (sombra) y penumbra. 6.Demostrar que ha comprendido los conceptos de flujo luminoso, intensidad luminosa e iluminación. Una barra de hierro en reposo sobre una mesa se encuentra en equilibrio térmico con todo lo que está a su alrededor. Por su apariencia externa uno jamás sospecharía que internamente esta activa. Todos los objetos continuamente emiten energía térmica radiante que esta relacionada con su temperatura. Labarra esta en equilibrio térmico tan sólo porque irradia y absorbe energía con la misma rapidez. Si se rompe el equilibrio al poner un extremo de la barra en contacto con una llama. la barra se vuelve más activa en su interior y emite energía térmica con mayor rapidez. Mientras el calentamiento continúa hasta alcanzar más o menos 600°C. Parte de la radiación emitida desde la barra se vuelvevisible. lo cual significa que afecta nuestro sentido de la vista. El color de la barra se torna rojo claro y se va volviendo más brillante a medida que se le suministra más calor. La energía radiante emitida por este objeto, antes de que dicho efecto se haga visible, consiste en ondas electromagnéticas de longitudes de onda mayores que la correspondiente a la luz roja. Las ondas de ese tipo se conocencomo rayos infrarrojos, lo cual significa "por debajo del rojo". Si la temperatura .de la barra se incrementa hasta aproximadamente 3000°C, se pone al rojo blanco, lo que indica una extensión aún más amplia de la energía radiante en la región visible. Este ejemplo establece las bases para nuestro estudio sobre la luz. La naturaleza de la luz no es fundamentalmente distinta de la naturaleza deotros tipos de radiaciones electromagnéticas, por ejemplo, el calor, las ondas de radio, o la radiación ultravioleta. La característica que distingue a la luz de otras radiaciones es su energía. La luz es radiación electromagnética capaz de afectar el sentido de la vista. El contenido de energía de la luz visible varía de aproximadamente de 2.8 X 10 –19J a casi 5.0 x 10-19 J.

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¿QUE ES LA LUZ? La respuesta a esta pregunta ha sido en extremo huidiza a través de la historia de la ciencia. La larga búsqueda realizada para encontrar tal respuesta es un ejemplo que nos sirve de modelo a fin de ilustrar el procedimiento científico aplicable en la resolución de un problema. Cada una de las hipótesis que surgieron con miras a explicar la naturaleza de la luz se puso aprueba, tanto lógica como experimentalmente. La afirmación de los filósofos de la antigüedad acerca de que los rayos visuales eran emitidos por el ojo hasta llegar al objeto percibido, fracasó desde el punto de vista lógico y también en el plano experimental. A fines del siglo XVII se propusieron dos teorías para explicar la naturaleza de la luz, la teoría de partículas (corpuscular) y la teoríaondulatoria. El principal defensor de la teoría corpuscular fue Sir Isaac Newton. La teoría ondulatoria era apoyada por Christían Huygens (1629-1695), que era un matemático y científico holandés, 13 años mayor que Newton. Cada una de esas teorías intentaba explicar las características de la luz observadas en esa época. Las tres características principales se resumen a continuación: 1. Propagación...