Óptica
Es la rama de la Física que se encarga
del estudio de la luz y los fenómenos
luminosos.
Reflexión óptica
La reflexión de la luz es el cambio de
dirección que experimenta una onda de
luz, que al entrar en contacto con la superficie de un cuerpo regresa al medio
de donde se originó, es decir, lo que en
realidad vemos no son objetos sino la
luz que reflejan los objetos.
Cuando la luz incide sobre la superficie
de un objeto, parte de la luz se refleja,
el resto puede ser absorbido por el objeto y transformarse en energía térmica.
Los objetos que se encuentran a nuestro
alrededor los podemos clasificar en:
a. Objetos luminosos o fuentes de luz:
son los que emiten su propia luz por
ejemplo: el sol, una llama, entre otros.
b. Objetos iluminados: estos no producen su luz propia, pero la perciben
de otros objetos para reflejarla, por
ejemplo una fruta.
Ley de la reflexión
Establece que el ángulo con el que la
luz incide en una superficie es el mismo ángulo con el que será reflejada por
la superficie hacia el ambiente. Ambos
ángulos se miden con respecto a la normal o perpendicular de la superficie.
La normal es una recta imaginaria que
se traza perpendicular a la superficie
de reflexión.
Tipos de reflexión
La reflexión de la luz puede ser:
a. Especular
b. Lisa
Reflexión especular
Se denomina reflexión especular a la
reflexión que ocurre en una superficie
lisa y pulida como los espejos, es decir, si la superficie es lisa, entonces todos los rayos, que lleguen paralelos, se
reflejarán paralelos.
Reflexión difusa
Si la superficie es rugosa, incluso microscópicamente rugosa, como las páginas de este libro, los rayos a pesar
de llegar paralelos se reflejarán en
muchas direcciones.
Representación gráfica de la ley de reflexión
Un haz luminoso se refleja completamente al
entrar en contacto con una superficie lisa
Reflexión de un rayo de luz en superficie rugosa
Reflexión difusa y especular
Comparación de la reflexión
de una superficie lisa con
una superficie rugosa
En la imagen “a” se observa un haz
de luz que brilla sobre el papel blanco,
en este caso, el ojo humano detecta la
luz blanca reflejada en varias posiciones debido a la reflexión difusa, en la
imagen “b” se muestra la reflexión de
un espejo, el ojo humano puede detectar la luz reflejada solo cuando se ubica en el lugar correcto, es decir, en dirección del ángulo de reflexión, por la
reflexión especular.
Refracción de la luz
Cuando la luz pasa de un medio transparente a otro con un índice de refracción
diferente, parte de la luz se refleja en la
superficie, el resto pasa hacia el nuevo
medio, es decir, si un rayo de luz incide
con un ángulo en la superficie, el rayo
cambia de dirección conforme entra al
nuevo medio; este cambio de dirección
o desviación se denomina refracción.
Índice de refracción
Como vimos la velocidad de la luz en el
vacío es aproximadamente:
300,000km/s o 3x108m/s, en el aire la
velocidad de la luz solo es ligeramente
menor, sin embargo, en otros materiales
transparentes, como el agua o el vidrio,
es mucho menor que en el vacío, por
ejemplo en el agua, la luz viaja aproximadamente ¾ de la velocidad de la luz.
Refracción de un rayo de luz
El cociente entre la velocidad de la luz
en el vacío y la velocidad de la luz en
otro material se denomina índice de refracción y se representa por:
Los siguientes son los índices de
refracción de algunos materiales a otros
Dispersión
Es la separación de un rayo de luz en
sus componentes monocromáticos es
decir, en los diferentes colores. La luz
blanca contiene todos los colores, esto
fue descubierto por el científico Isaac
Newton, al enfocar la luz solar sobre un
prisma, observó que al pasar por dicho
prisma, la luz se dividía y se dispersaba, formando bandas de colores diferentes, 7 en total, siempre aparecían
en el mismo orden y cada uno se desviaba con un diferente ángulo. Si esa
luz de diferentes colores pasaba por
un segundo prisma, se volvía a formar
la luz blanca.
Descomposición de la luz blanca
Cada color tiene diferente longitud de
onda, el rojo corresponde a la longitud
de onda más larga y el violeta a la más
corta, debido a su diferente índice de refracción, la mayor desviación la sufre la
luz violeta y la menor la luz roja.
El arcoíris
Cuando la luz del sol atraviesa las gotas
de agua, presentes en la atmósfera, estas actúan como pequeños prismas, que
dispersan la luz formando el arcoíris.
Espectro visible
El conjunto de bandas de color que se
forman cuando la luz blanca se dispersa o descompone al pasar por un prisma,
se llama espectro visible.
Todo cuerpo que está siendo iluminado
absorbe una parte de la luz y refleja la
restantes. Las ondas reflejadas son captadas por los ojos quienes envían una
señal al cerebro, el cual interpretará los
distintos colores según las longitudes de
ondas correspondientes a la luz reflejada.
Cuando todos los colores del espectro,
caen sobre un cuerpo, y se reflejan en
su superficie, este se ve color blanco,
si el objeto no refleja ningún color y los
absorbe todos, se ve negro.
El color de los diferentes objetos se debe
a que absorben todos los colores del espectro menos el que reflejan, por ejemplo, el tomate que observamos en la figura absorbe todos los colores menos el
rojo el cual refleja y sus hojas absorben
todos los colores menos el verde.
Fuente: Secretaria de Educación. Ciencias Naturales III ciclo, 8vo grado.
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