trabajos

Optica

3

9. LA LUZ.
Desarrollamos la unidad de acuerdo con el siguiente hilo conductor:
1. ¿Qué es la luz? La controvertida naturaleza de la luz.
1.1. El modelo corpuscular de Newton frente al modelo ondulatorio de Huygens.
1.2. Descubrimiento de fenómenos luminosos característicos de las ondas. La luz como onda transversal electromagnética.
1.3. Nuevos fenómenos en la interacción dela luz con la materia. La luz como dualidad onda-corpúsculo.

2. ¿Cómo se propaga la luz? ¿Cuál es su velocidad de propagación?
2.1. La propagación rectilínea de la luz.
2.2. La velocidad de la luz y el índice de refracción del medio.

3. ¿Qué propiedades presenta la luz en su propagación y en su interacción con la materia?
3.1. Reflexión y refracción de la luz.
3.2. Absorción y emisión deluz. La visión del color de los cuerpos.
3.3. Dispersión de la luz.
3.4. Dispersiones selectivas. Cielos azules y nubes blancas, amaneceres y atardeceres.
3.5. Difracción e interferencia de la luz.
3.6. Polarización de la luz.
3.7. Efecto Doppler en la luz.

APÉNDICE: La fibra óptica, un material que revoluciona la transmisión de información.

1. ¿QUÉ ES LA LUZ? LA CONTROVERTIDANATURALEZA DE LA LUZ.
La luz es fuente de vida en la Tierra: posibilita la fotosíntesis de las plantas verdes; permite que
podamos recibir y transmitir información de los objetos que nos rodean. Cuando hablamos de luz nos
referimos a la existencia de “algo” capaz de estimular el proceso de la visión. Pero, ¿qué es la luz?, ¿cuál es
su naturaleza? Esta cuestión ha supuesto un problema desde laantigüedad hasta las primeras décadas del
siglo XX.
1.1. EL MODELO CORPUSCULAR DE NEWTON FRENTE AL MODELO ONDULATORIO DE
HUYGENS.
Ya entre los griegos se pueden encontrar dos ideas contrapuestas acerca de la naturaleza de la luz: la
defendida por Pitágoras y sus seguidores, según la cual la luz está formada por pequeñas partículas de materia
emitidas por el foco luminoso (esta teoría corpuscular de laluz se enmarca en la tradición atomista iniciada por
Demócrito y Leucipo); y la defendida por Empédocles, quien interpreta la luz como propagación de algún tipo de
acción, de perturbación, que tiene lugar en un medio transparente que llena el espacio (la luz se propaga como si
fueran olas en un mar que no llegamos a percibir).
La controversia sobre la naturaleza de la luz permaneciórelativamente estacionaria hasta mediados del
siglo XVII. Fue entonces cuando las hipótesis corpuscular y ondulatoria se establecieron de forma más elaborada y
sus partidarios intentaron fundamentarlas en hechos experimentales. La hipótesis corpuscular fue desarrollada por
el influyente científico Isaac Newton La hipótesis ondulatoria fue desarrollada por Christian Huygens (16291695). La tabla 1 recogela contraposición existente entre las dos hipótesis científicas acerca de la naturaleza de la
luz a finales del siglo XVII y durante el siglo XVIII.
La hipótesis corpuscular, desarrollada por el influyente Isaac Newton (1642-1727), establece que la luz
está constituida por diminutas partículas, “corpúsculos”, de distintos tamaños según su color, que salen de la
fuente de luz en todasdirecciones y se
Transición desde el vacío (medio 1) a un medio material
propagan según las leyes de la mecánica con
transparente (medio 2). La fuerza de atracción que el medio
material ejerce sobre los corpúsculos luminosos sólo actúa en
enorme rapidez. Este modelo se apoyaba en
la dirección normal OY, por lo que únicamente afecta a la
el hecho de que no se conocían fenómenos
componente vy. Elaumento de la componente vy provoca que la
de interferencia o difracción luminosa,
luz se acerque a la normal a la superficie de separación entre
medios.
fenómenos
típicamente
ondulatorios.
La componente vx permanece constante, luego: v1x= v2x; lo
Explica los fenómenos de reflexión y
que implica que: sen1  2 . Como 1   2 , v2 > v1, es

refracción de la luz; al explicar la...