LUZ II Calama, 2016

Reflexión total interna Es la reflexión de la luz, sin transmisión, al incidir en la frontera de dos medios distintos. Cuando un rayo de luz pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro de menor (como del agua al aire), el ángulo de refracción es mayor que el ángulo de incidencia, es decir, el rayo de luz al pasar del agua al aire se aleja de la normal. A medida que el ángulo de incidencia aumenta, el ángulo de refracción también lo hace hasta cierto ángulo límite llamado ángulo crítico, en el cual el rayo refractado es perpendicular a la normal, formando un ángulo de 90°. Para ángulos de incidencia superiores al ángulo crítico, el rayo solo se refleja. JMMC

Ángulo crítico Se cumple para n1≥n2 JMMC

Absorción Ocurre cuando la radiación incide en la materia, de tal forma, que parte de ella es captada por la materia, disminuyendo así la intensidad de la radiación original. Para el caso de la luz en el espectro visible, un objeto, por ejemplo, de color rojo, es un objeto que absorbe la luz reflejando solo la radiación correspondiente al rojo. Si un objeto azul se alumbra con luz roja, ese objeto se ve negro, pues la única radiación que refleja es la correspondiente al azul y la otra es absorbida. Un objeto es blanco cuando refleja toda la luz (espectro visible) y negro cuando no refleja la luz (no se ve). JMMC

Dispersión La rapidez de la luz en un medio transparente es menor que c, esta disminución depende de la naturaleza del medio y de la frecuencia de la luz. Esto se debe a que las frecuencias más altas tienen mayor probabilidad de interactuar atómicamente con el material, siguiendo una cadena de absorciones y reemisiones que la hace viajar mas lento en los medios transparentes. Por ejemplo, la luz violeta se propaga aproximadamente un 1% mas lento que la luz roja. Como consecuencia de esta variación de las velocidades, se deriva también un cambio del índice de refracción para cada color, lo que conlleva finalmente a una variación del ángulo de refracción. La dispersión en conjunto con la refracción, permiten observar a través de un prisma la composición de la luz blanca. JMMC

Anaranjado Violeta Índigo Amarillo Verde Azul Rojo JMMC

Dispersión Al ingresar la luz blanca a la atmósfera interactúa con las partículas, siendo los colores de alta frecuencia, como el azul, los que más se dispersan. Esto hace que el cielo sea azul. Y cuando el Sol esta en el horizonte, la distancia de atmósfera que recorre la luz es mayor, por lo que los colores que alcanzan a llegar a la superficie con mayor intensidad son los que menos se dispersan, es decir, aquellos con mas baja frecuencia como el rojo. Esto hace que los atardeceres sean de tono rojizo. JMMC

Difracción La difracción es uno de los fenómenos más importantes relacionados con el carácter ondulatorio de la luz que se observa cuando un frente de ondas se encuentra con un obstáculo o una rendija de dimensiones comparables a su longitud de onda. Cuanto mayor sea la longitud de onda en comparación con el tamaño de la abertura u objeto, mayor será la difracción. La explicación analítica del efecto de difracción esta dado por el principio de Huygens. JMMC

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Principio de Huygens El físico holandés Christian Huygens propuso que los frentes de las ondas luminosas que se propagan desde una fuente puntual se pueden considerar como producto de la superposición de ondas secundarias, de igual frecuencia que la primaria, de tal manera que la amplitud de la onda de luz, en cada punto, es la suma de las amplitudes de las ondas secundarias. JMMC

Al aumentar el ancho de la rendija la difracción es mas tenue, de lo contrario si la rendija tiene un acho del orden de la longitud de onda el efecto es mas notorio. El fenómeno de difracción en la luz confirma su naturaleza ondulatoria. JMMC

Interferencia La interferencia en las ondas de luz se debe a la diferencia de caminos que recorren las ondas emitidas por cada rendija. En algunos puntos la suma es constructiva, y por lo tanto, vemos una zona de luz, En otros lugares la suma es destructiva y por consecuencia vemos una zona oscura. JMMC

La condición necesaria para que haya interferencia constructiva es que la diferencia de caminos, ∆ , sea un múltiplo entero de la longitud de onda, es decir ∆=m·λ JMMC

La condición necesaria para que se produzca interferencia destructiva es que la diferencia de caminos, ∆, sea ∆=(m+1/2)λ JMMC