TANM “Visión y fenómenos ondulatorios” Colegio Craighouse

A1. El ojo humano Al formarse una imagen, la luz penetra por la pupila. La luz penetra por la cornea y es enfocada por el cristalino, que actúa como un lente. La imagen es proyectada sobre la retina, la que, mediante el nervio óptico, la transmite al cerebro

El cristalino puede cambiar su forma para enfocar la imagen El cristalino puede cambiar su forma para enfocar la imagen. A este proceso se le llama acomodación. La profundidad de visión es la capacidad para ver objetos en tres dimensiones, que nos permite además establecer la cercanía de los objetos. Para ello se requiere la imagen percibida por ambos ojos. a) b) Acomodación del cristalino para Visión lejana Visión cercana

Los bastones son las células que detectan el movimiento, perciben luz de baja intensidad y permiten la visión periférica (la visión en los bordes de nuestros ojos). A la percepción de luz se le llama visión fotópica Los conos son responsables de la visión en colores (también llamada visión escotópica). Existen tres tipos de conos en la retina, cada uno asociado a la percepción de un color: Azul, verde y rojo. Las células delgadas y azules corresponden a los bastones. Las células celestes, verdes y rojas son los conos. Cada tipo de cono percibe principalmente un rango de longitudes de onda (un rango de colores). La sobreposición de los colores a nivel cerebral permite construir el resto del espectro

Colores como mezcla de luz La luz blanca es una mezcla de todos los colores del espectro visible. Cada color corresponde a una longitud de onda (y frecuencia) específica de la luz Un prisma puede separar los colores, en un fenómeno llamado dispersión

Colores como mezcla de luz Rojo, verde y azul son los llamados colores primarios, ya que al mezclarlos los tres se obtiene luz blanca.

http://phet. colorado. edu/simulations/sims. php http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Color_Vision#versions

A2. Ondas estacionarias Una onda estacionaria se forma por la superposición (suma) de ondas incidentes y reflejadas en un cierto medio http://www.didactika.com/fisica/ondas/ondas_estacionarias.html

Ondas estacionarias en una cuerda En el caso de una cuerda, al formarse la onda estacionaria se producen puntos de máxima oscilación (nodos) y zonas de oscilación nula (antinodos) http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Wave_on_a_String (para acceder a la animación utilice el código 4266s)

Modos fundamentales de vibración de una cuerda Dependiendo de la forma en que están fijos sus extremos, una cuerda oscilará de forma distinta Sí la cuerda tiene sus dos extremos fijos, cada extremo corresponde a un antinodo (no oscilan). A la forma más simple de vibración se le llama modo fundamental o primer armónico En el caso del primer armónico, la longitud de la onda corresponde al doble del largo de la cuerda λ = 2L Para el resto de los armónicos se cumple que nλ = 2L

Ondas estacionarias en una cuerda En el caso de una cuerda, al formarse la onda estacionaria se producen puntos de máxima oscilación (nodos) y zonas de oscilación nula (antinodos) http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Wave_on_a_String (para acceder a la animación utilice el código 4266s)

Efecto Doppler En el caso de la luz:

Ejemplo Una ambulancia se desplaza a 100 km/h por un carril de la carretera emitiendo un sonido de 480 Hz de frecuencia. En el otro carril se desplaza un automóvil a 80 km/h. Calcular las frecuencias que percibe el conductor del automóvil antes y después de cruzarse con la ambulancia.

Ejemplo IB 1. The graph below shows the overall relative light absorption curve for the light-sensitive cells involved in scotopic vision. The relative light absorption is expressed as a percentage of the maximum. wavelength / nm (a) State the name of the cells involved in scotopic vision. (1) (i) On the axes above, sketch a relative light absorption curve for a cell involved in photopic vision.(2) (ii) State the colour to which the cell is most sensitive.(1) (c) Outline how colour blindness may arise from defects in the retina’s light sensitive cells. (3)

Difracción Fenómeno característico de las ondas que se observa cuando una onda se distorsiona por un obstáculo cuyas dimensiones son comparables a la longitud de la misma. RENDIJAS Cuando la difracción ocurre en una sola rendija, los mínimos se ubican en posición múltiplos de Cuando la difracción ocurre en una sola rendija, los mínimos se ubican en posición múltiplos de Los máximos y mínimos se producen por interferencia constructiva y destructiva Los máximos y mínimos se producen por interferencia constructiva y destructiva

Intensidad versus ángulo La intensidad en el centro es la máxima con un ángulo con valor 0, a medida que nos desplazamos, variando el ángulo vemos que la intensidad disminuye Cuando la difracción ocurre en una sola rendija, los mínimos se ubican en posición múltiplos de θ θ Los máximos y mínimos se producen por interferencia constructiva y destructiva

La luz no se propaga en línea recta al pasar por el extremo de una rendija, sino que se "dobla" , es decir se difracta.

La intensidad en el centro es máxima

CDs y DVDs

Polarizacion de la luz Es un fenómeno por el cual las vibraciones de un rayo luminoso, que como es sabido se producen en todos los planos normales a la dirección de propagación de éste, se realizan preferentemente en un solo plano determinado, que se llama, precisamente, plano de polarización.

Naturaleza electromagnética de la luz La naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la luz como algo de naturaleza corpuscular, eran corpúsculos que formaban el rayo luminoso.

En 1678 Huygens defiende un modelo ondulatorio , la luz es una onda En 1678 Huygens defiende un modelo ondulatorio , la luz es una onda. Con este modelo se explicaban fenómenos como la interferencia y difracción que el modelo corpuscular no era capaz de explicar.

Así la luz era una onda longitudinal, pero las ondas longitudinales necesitan un medio para poder propagarse, y surgió el concepto de éter como el "medio" en el que estamos inmersos.

La solución al problema la dió Maxwell en 1865, la luz es una onda electromagnética que se propaga en el vacío.

Una onda electromagnética se produce por la variación en algún lugar del espacio de las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia.

Sustancias ópticamente activas