INSTITUCIÓN EDUCATIVA
SAN JUAN BAUTISTA LA
SALLE DE ZIPAQUIRÁ
ÁREA: CIENCIAS NATURALES
DOCENTE: AURORA SAMUEL
CORDOBA
ASIGNATURA: FISICA
ESTUDIANTE:
FECHA:
PERIODO: PRIMERO
GRADO:
UNDECIMO
OPTICA
Objetivo: interpretar y comprender los fenómenos ópticos y su trascendencia en la
propagación de la luz frente a los fenómenos naturales
Sabemos que la luz cumple la naturaleza de dualidad es decir se propaga de forma ondulatoria y
corpuscular (como un flujo de partícula) esto lo comprobaremos con el fenómeno de reflexión de la
luz.
Al mirar una fuente de luz percibimos que nos llega un rayo o un haz de luz (trayectoria seguida por
los corpúsculos)
Si la fuente luminosa está suficientemente alejada del observador, los rayos provenientes de esta
pueden considerarse paralelos entre sí.
La luz se propaga en línea recta y con velocidad constante
Todo lo fisco real de nuestro planeta está relacionado con los diferentes fenómenos físicos,
aquello que tiene que ver con la luz, los espejos, las lentes y algunos instrumentos de
observación son analizados y estudiados por la OPTICA FÍSICA Y GEOMÉTRICA. La luz
es un fenómeno de la naturaleza que para poderse propagar debe cumplir con algunos
fenómenos que permiten que su propagación en diferentes campos y espacios sea efectiva.
La luz es una forma de energía que emiten los cuerpos luminosos y que percibimos mediante
el sentido de la vista. La luz es una refracción que se propaga en formas de ondas, aunque
también se propaga en línea recta en forma de corpúsculos.
La luz emitida por las fuentes luminosas es capaz de viajar a través de materia o en ausencia
de ella, aunque no todos los medios permiten que la luz se propague
Desde este punto de vista, las diferentes sustancias materiales se pueden clasificar
en opacas, traslúcidas y transparentes. Aunque la luz es incapaz de traspasar las opacas,
puede atravesar las otras. Las sustancias transparentes tienen, además, la propiedad de que
la luz sigue en su interior trayectorias definidas. Éste es el caso del agua, el vidrio o el aire. En
cambio, en las traslúcidas la luz se dispersa, lo que da lugar a que a través de ellas no se
puedan ver las imágenes con nitidez. El papel vegetal o el cristal esmerilado constituyen
algunos ejemplos de objetos traslúcidos.
FENÓMENOS ÓPTICOS
Son todos aquellos que tiene ver con los
rayos de luz. Supongamos que un rayo de luz
procedente del sol que se propagan en línea
recta, pero por el cambio que lleva, se
encuentra con una serie de obstáculos, que
provocaran en los ciertos cambios que dan
lugar a los fenómenos ópticos.
Son fenómenos ópticos la reflexión de la luz,
la refracción de la luz, la dispersión,
la difracción y la difusión de la luz.
INTERFERENCIA
Basada en el experimento de Young que gráficamente lo podemos representar así:
Haz de luz
pasa por un orificio
Produciendo ondas
atraviesa dos obstáculos
genera franjas
produciendo dos frentes de ondas brillantes y oscuras
La distancia a la que se encuentra cada franja brillante de la franja central depende de la longitud de
onda de la luz utilizada
La interferencia es constructiva cuando una onda genera más ondas de luz, y es destructora cuando
la luz con luz produce oscuridad.
Una fuente de luz de uso corriente tiene millones de átomos que producen luz y la producción de
cada pulsación dura 10-8 s.
La interferencia luminosa también se produce de manera espontánea en la naturaleza ¿te has fijado
en los patrones multicolores que se producen en las pompas de jabón? Esto se deba al fenómeno de
interferencia de la luz.
Utilizando términos físicos y de manera breve enuncia el fenómeno de interferencia
DIFRACCION
Basada en el experimento de Huygens que gráficamente lo podemos representar así:
La luz pasa
La luz se difracta
Por la rendija
Es decir bordea
Cuyo ancho
obstáculos
Es similar a la
Longitud de onda de la luz
La luz viaja en línea recta. Sin embargo si miras en la noche, una fuente de luz distante a través de
una tela de nailon o de una cortina de velo delgado, observas la fuente acompañada de unas franjas
de colores.
Si observas un cuerpo opaco colocado entre una pantalla y una fuente puntual formas un asombra
con regiones claras y oscuras, a estas desviaciones dela luz de su trayectoria rectilínea se le llama
difracción
Puedes apreciar la difracción de la luz, si miras un alampara fluorescente a través de una rendija
formada por dos de tus dedos ligeramente separados y colocados paralelos a la lámpara.
Utilizando términos físicos y de manera breve enuncia el fenómeno de difracción
POLARIZACION
En las ondas transversales las partículas del medio oscilan en dirección perpendicular a la
propagación del movimiento
Las ondas longitudinales las partículas del medio material oscilan en la misma dirección en que se
propaga el movimiento ondulatorio.
El filósofo Erasmus Bertolini tomo un cristal conocido como espanto de Islandia que producía una
doble imagen de todo lo que se miraba atreves de él, cuando la onda de luz llegaba al cristal se
dividía en dos ondas, una onda se propagaba con la misma velocidad en todas la direcciones a
través del cristal y la potra dependía de la dirección respecto a un eje del cristal.
Más tarde Young afirmo que las ondas de la luz eran transversales y el plano en el cual están
contenidas se llama plano de polarización.
Si mediante un plano se logran
Si mediante un plano se logra obtener todas la vibraciones que produce la luz se dice que esta
polarizada.
Luz polarizada
Luz no polarizada
Cuando la luz se refleja se polariza
vidrio
El grado de polarización depende del material en el cual se refleja y del ángulo con el cual incide.
“las gafas que nos protegen de los rayos solares” gracias al fenómeno de polarización de la luz.
Utilizando términos físicos y de manera breve enuncia el fenómeno de polarización
FENÓMENO DE REFLEXIÓN DE LA LUZ
El fenómeno de reflexión lo podemos observar en:
1 la imagen que produce de nosotros un espejo
2 El reflejo que se produce sobre una superficie de agua
N
ri
rr
La luz al reflejarse en una superficie bien pulida, tiene un comportamiento regular con las siguientes
características:
 los rayos incidente, reflejado y la normal están en un mismo plano
 el ángulo de incidencia mide lo mismo que el ángulo de reflexión.
Una superficie no pulida también está en capacidad de reflejarla luz, por ejemplo si colocas una
hoja horizontalmente a la altura de tus ojos, veras la imagen brillante de un bombillo, cuya luz se
refleja en el papel.
Una superficie no pulida también está en capacidad de reflejarla luz, por ejemplo si colocas una
hoja horizontalmente a la altura de tus ojos, veras la imagen brillante de un bombillo, cuya luz se
refleja en el papel.
Utilizando términos físicos y de manera breve enuncia el fenómeno de reflexión
FENÓMENO DE REFRACCION DE LA LUZ
La velocidad con que se propaga una onda de luz depende del medio. Así que cuando la onda de luz
cambia de medio, un parte de ella se refleja al chocar contra el nuevo medio, conservando la misma
velocidad, mientras que otra parte se refracta, cambiando su velocidad.
Algunos fenómenos que nos permiten observar este fenómeno son:
Algunos ejemplos de este fenómeno son:
 introducir una cuchara en un vaso con agua ésta se ve distorsionada
 nuestra imagen se ve distorsionada al mirar a través de un vaso con agua
 la formación del arco iris al cambiar de medio sol lluvia
 Utilizando términos físicos y de manera breve enuncia el fenómeno de reflexión
METODOS PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD DE LA LUZ
El valor de la velocidad de la luz en el vació es una de las constantes físicas más
importantes (3. 108 m /s2)
Muchos hombres de ciencia y experimentadores aplicaron diferentes métodos para obtener
esta medida. Frente a cada explicación coloque el nombre del método utilizado
A Situó dos observadores provistos de dos linternas en dos colinas. Uno de los
observadores descubría la linterna y al observarse la luz de la linterna el otro descubría la
suya. Decía que la señal debería volver al observador después de cierto tiempo y concluyo:
C = 2L / t
---------------------------------------------------------------B Descubrió discrepancia en la periodicidad de los eclipses de los satélites de Júpiter. Que
el intervalo entre dos eclipses consecutivos es más corto entre una y otra mitad de año,
midió el periodo de un satélite y encontró que cuando la tierra se alejaba se Júpiter los
periodos eran más largos que cuando la tierra se aproximaba, y que las luz necesitaba 22 s
para recorrer una distancia igual al diámetro de la órbita terrestre
----------------------------------------------------------------C Mido la velocidad de la luz por método puramente terrestre. Utilizo el mismo método de
los observadores pero sustituyo uno de estos por un espejo y el otro observador por una
rueda dentada
-----------------------------------------------------------------D Midió la velocidad de la luz utilizando un espejo giratorio con espejos cóncavos por
medio de los rayos de reflexión de la luz en los espejos cóncavos
-----------------------------------------------------------------ACTIVIDAD 01
1. De forma resumida y en términos de la física escriba en cada espacio la frase que
manifiesta lo esencial de cada fenómeno óptico
2. Escriba un ejemplo concreto de cada fenómeno óptico en nuestro entorno y explique
qué utilidad presenta.
3. Mencione en forma concreta cinco características fundamentales de la luz
4. Investigue quien es el autor de cada una de los métodos para determinar la
velocidad de la luz
5. ¿Cuál de los métodos para determinar la velocidad de la luz es el más acertado y
explique por qué?
FOTOMETRIA
Una sustancia esta iluminada si incide sobre ella luz visible esta depende de la energía que le es
enviada por la fuente luminosa.
La salida de potencia de una fuente se mide en vatios (w). El ojo humano no s igualmente sensible a
todos los colores es decir a todas las longitudes de onda.
La diferencia de percepción de brillantes se mide mediante el flujo luminoso (lumen)
E=F/A
E = iluminación
F = flujo luminoso
A = área (lux)
ACTIVIDAD 02
1 ¿Qué condición debe cumplir el tamaño de una rendija para poder observar la difracción de la
luz?
2 ¿es posible polarizar las ondas sonoras? ¿Como?
3 la siguiente información aparece en el empaque de dos bombillos, uno tradicional y otro
economizador.
Compara los valores y explica de que
Tradicional economizador
depende que uno sea economizador
Potencia consumida 60 w
15 w
Emisión de luz
830 lumen
790 lumen
4 ¿Qué condiciones cumple en el experimento de doble rendija de Young, la diferencia de los
caminos recorridos por las ondas al difractarse, para que se produzcan franjas brillantes?
5 ¿cómo es el flujo luminoso de una fuente que emite luz amarilla comparada con el de otra fuente
de la misma potencia que emite luz violeta?
6 ¿es cierto que la iluminación de una superficie depende del tiempo que la luz incida sobre ella?
¿Por qué?
7 Dos superficies iluminadas, cada una, por una fuente diferente colocada a la misma distancia de
ellas, parece al ojo igualmente brillantes. Si una de las fuentes es amarilla y la potra roja, ¿qué
puedes concluir de este hecho?
8 ¿qué se puede concluir de la naturaleza de
la luz a partir de saber que ésta se puede
polarizar?
9 plantea un ejemplo que permita justificar
la teoría ondulatoria de la luz?
10 Para realizar el experimento de Young se
utiliza luz roja. ¿Qué variación se produce en
la distancia entre dos franjas brillantes si se
cambia la luz roja por luz azul?
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
La luz visible constituye una pequeña banda
del espectro. Las longitudes de onda están
expresadas en nm siendo 1 nm = 10-9 m.
Como onda electromagnética la luz hace
parte del espectro electromagnético, al igual
que las ondas de radio, televisión,
microondas, radiación infrarroja y
ultravioleta, rayos X entre otros, a cada una
de las ondas del espectro le corresponde una
frecuencia y en consecuencia una longitud
de onda
La luz visible se divide en colores que van
del rojo al violeta. Cada haz de luz de un determinado color se denomina monocromático. Y
corresponde a una determinada longitud de onda.
Amarillo, naranja, rojo, azul, lila, violeta
De la diferencia de longitudes de onda ´, la luz de los diversos colores se propaga con velocidades
distintas y ángulos de difracción diferentes, lo que da lugar a la separación de la luz blanca en el
espectro.
Una superficie no pulida también está en capacidad de reflejarla luz, por ejemplo si colocas una
hoja horizontalmente a la altura de tus ojos, veras la imagen brillante de un bombillo, cuya luz se
refleja en el papel.
REFLEXIÓN TOTAL
Si propagamos los rayos de luz del agua hacia el aire los rayos luminosos pasan de un medio de
mayor índice a uno de menor,
INSTRUMENTOS OPTICOS
ACTIVIDAD 03
1 ¿Para qué sirven los instrumentos ópticos? cuál es su utilidad
2 Investiga los siguientes conceptos y relaciónalos colocando sobre la línea la letra según
corresponda
A instrumento óptico más perfecto
Que existe en la naturaleza
anteojo terrestre
-----------
B es una lente convergente que se
Emplea para observar objetos diminutos
ojo humano
-----------
Los prismáticos
-----------
C instrumento óptico que consta de dos
Lentes convergentes para observar objetos
Pequeños
D instrumento óptico que se emplea para
Observar objetos lejanos obteniendo unaImagen más cercana
E instrumento óptico que consta de lentes
Convergentes llamadas ocular y objetivo
anteojo astronómico
-----------
microscopio simple ------------
F en este instrumento óptico se reemplaza
La lente convergente del ocular por un microscopio
compuesto
Lente divergente
------------
G En este tipo de instrumento se sustituye
La lente objetivo por un espejo cóncavo
Con el fin de obviar la aberración cromática
telescopio de reflexión --------
H instrumento óptico que permite observar
Objetos lejanos son anteojos terrestres con
La adición de un par de prismas
telescopio
-----------
3 elabora el dibujo de cada uno de los instrumentos ópticos descritos en el punto 2
4 de los instrumentos ópticos investigados cual o cuales son los de mayo utilidad y por
qué?
LENTES
Las lentes son medios transparentes de vidrio, cristal o plástico limitados
por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas.
Una lente óptica tiene la capacidad de refractar la luz y formar una imagen.
La luz que incide perpendicularmente sobre una lente se refracta hacia el
plano focal, en el caso de las lentes convergentes, o desde el plano focal,
en el caso de las divergentes.
Lentes convergentes
Existen principalmente tres tipos de lentes convergentes:



Biconvexas: Tienen dos superficies convexas
Planoconvexas: Tienen una superficie plana y otra convexa
Cóncavoconvexas (o menisco convergente): Tienen una superficie
ligeramente cóncava y otra convexa
Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y
concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las
atraviesan. A este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la
lente se conoce como distancia focal (f).
Observa que la lente (2) tiene menor distancia focal que la (1). Decimos,
entonces, que la lente (2) tiene mayor potencia que la (1).
La potencia de una lente es la inversa de su distancia focal y se mide en
dioptrías si la distancia focal la medimos en metros.
Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y
también para la corrección de la hipermetropía. Las personas hipermétropes
no ven bien de cerca y tienen que alejarse los objetos. Una posible causa
de la hipermetropía es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone
que las imágenes se formarían con nitidez por detrás de la retina.
Si las lentes son más gruesas por los bordes que por el centro, hacen
diverger (separan) los rayos de luz que pasan por ellas, por lo que se
conocen como lentes divergentes.
Lentes divergentes
Existen tres tipos de lentes divergentes:



Lentes bicóncavas: Tienen ambas superficies cóncavas
Lentes planocóncavas: Tienen una superficie plana y otra cóncavas
Lentes convexo cóncavas (o menisco divergente): Tienen una
superficie ligeramente convexa y otra cóncava
Si miramos por una lente divergente da la
sensación de que los rayos proceden del punto F. A éste punto se le llama
foco virtual.
En las lentes divergentes la distancia focal se considera negativa. La miopía
puede deberse a una deformación del ojo consistente en un alargamiento
anteroposterior que hace que las imágenes se formen con nitidez antes de
alcanzar la retina. Los miopes no ven bien de lejos y tienden a acercarse
demasiado a los objetos. Las lentes divergentes sirven para corregir este
defecto.
ACTIVIDAD 04
1 ¿cuál es la característica fundamental de los lentes?
2 Para que se utilizan los lentes
3 En que se diferencia un lente convergente de uno divergente
4 mencione 3 ejemplos donde se usen los lentes convergentes y tres los divergentes
5 en que consiste la hipermetropía, y la miopía
6 que otras enfermedades visuales existen y cuál es su causa