examenderafa - FISICA (TEORIA)

TEORIA DE FISICA

OPTICA

LUZ: Es una energía radiante trasportada a través de fotones y transmitida por un campo ondulatorio.

TEORIA segun Newton: la luz se compone de numerosos corpúsculos o partículas emitidas por cualquier cuerpo luminoso.

TEORIA segun Huyggens: la luz es un fenómeno ondulatorio semejante al sonido, por eso se propaga como una onda.

(Ambas teorías eran aceptadas ya que explicaban las 3 características básicas: propagación rectilínea, reflexión y refracción.)

ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA LUZ

--- En 1801: se descubre que la luz presenta interferencia, se confirma que la luz es una onda.

--- En 1816: se descubre que la luz se difracta, (la luz rodea un obstáculo que impide su paso al igual que una onda).

--- En 1865: la luz se denomina onda electromagnética.

--- En 1887: Michelson y Morley demuestran con un interferómetro que no existe éter que envuelva la tierra (planeta) y se concluye que la velocidad de la luz es constante, independientemente del movimiento de la Tierra.

--- Finales del XIX: se descubre el fenómeno fotoeléctrico, se transforma la luz en electricidad y se descubre también que la luz es un corpúsculo aunque aun presenta características de ondas.

--- ACTUALMENTE: la luz tiene naturaleza dual, se comporta como onda o como particula.

CLASIFICACION DE LA OPTICA

a) Optica geometrica: estudia fenomenos y elementos opticos mediante el uso de lineas reactas y geometria plana.

b) Optica fisica: estudia lo mismo mediante el uso de la teoria ondulatoria de la luz.

c) Optica electronica: trata aspectos cuanticos de la luz (Teoria corpuscular de luz).

CARACTERISTICAS BASICAS DE LA LUZ

PROPAGACION RECTILINEA: La luz se propaga rectiliniamente mediante un medio homogeneo, en forma de rayo luminoso.

Existen 3 tipos de cuerpos por los que se propaga:
a) Opacos: No permiten el paso de luz, ni tampoco ver a traves de ellos. Ej: Pared, Pared
b) Translucidos: Permiten el paso de luz pero no ver a traves de ellos. Ej: Cristal esmerilado
c) Transparentes: Permiten el paso de luz y ademas ver atraves de ellos. Ej: Agua, Vidrio

REFLEXION: Propiedad de la luz que cuando pasa de un primer medio a un segundo medio, parte de la luz rebota o se refleja de regreso al primer medio. (VER IMAGEN 1)

REFRACCION: Cuando la luz pasa de un primer medio a un segundo medio, parte de la luz se refleja, mientras que otra se refracta, osea que entra en el segundo medio pero con un angulo de inclinacion diferente al original. (VER IMAGEN 1)

FORMACION DE IMAGENES EN ESPEJOS

ESPEJOS PLANOS: Forman imágenes que son derechas, del mismo tamaño que el objeto, atrás de la superficie reflectora a la misma distancia que se encuentra el objeto de la superficie. Son imágenes virtuales, es decir, la imagen no se formará en una pantalla que se coloque en la posición de la imagen, ya que la luz no converge en ese lugar.

ESPEJOS ESFERICOS:Existen 2 tipos.
Concavos: Forman imágenes reales e invertidas de un objeto que se encuentra atrás del foco. Si el objeto se halla entre el foco y el espejo, la imagen es virtual, derecha y aumentada. (VER IMAGEN 2)

Convexos:Sólo producen imágenes virtuales y derechas de un objeto que se encuentra frente a ellos, son imágenes más pequeñas que el objeto. (VER IMAGEN 2)

Foco: es un punto F donde los rayos paralelos al eje principal del espejo y los más cercanos a este eje son enfocados. El foco es real para un cóncavo y virtual para un convexo.

ECUACION DE LOS ESPEJOS ESFERICOS

donde:
p = distancia entre el objeto y el espejo
q = distancia del espejo a la imagen
R = radio de curvatura del espejo
f = distancia focal del espejo = R/2

CONVENCION DE SIGNOS:
p (+) si objeto frente al espejo
q (+) si imagen es real, es decir está frente al espejo
q (-) si imagen es virtual, o sea está atrás del espejo
R y f son (+) si es espejo cóncavo
R y f son (-) si es espejo convexo

OPTICA 2: ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

La luz al ser considerada onda electromagnetica presenta estas caracteristicas:

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO: Está constituido por todos los posibles niveles de energía que la luz puede tomar. El espectro electromagnético se divide en regiones espectrales, clasificadas según los métodos necesarios para generar y detectar los diversos tipos de radiación. Es por eso que estas regiones no tienen una frontera definida y existen algunos solapamientos entre ellas.

PRINCIPIO DE HUYGENS: Es un método de análisis aplicado a los problemas de propagación de ondas. Afirma que todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden.

INTERFERENCIA: Se denomina interferencia de la luz al hecho de que al superponerse dos o más ondas luminosas en un punto, bajo ciertas condiciones, la iluminación en ese punto no es igual a la suma de las iluminaciones que tendría si cada una de ellas llegara en ausencia de la otra o las restantes.

DIFRACCION: Se presenta cuando una onda encuentra un obstáculo, lo rodea o lo contornea. Es un fenómeno característico de las ondas que consiste en la dispersión y curvado aparente de las ondas cuando encuentran un obstáculo.

DISPERSION: Cuando la luz blanca natural entra en un prisma triangular, la luz que emerge por el lado más alejado del prisma se separa en un espectro continuo de colores que vas desde el rojo hasta el violeta.

POLARIZACION: El alineamiento de las vibraciones eléctricas transversales de la radiación electromagnética. Se dice que esas ondas de vibración alineadas son o están polarizadas.

COLOR: Es una experiencia fisiológica y está en el ojo de quien lo juzga. Los colores que percibimos dependen de la frecuencia de la luz que vemos. Vemos tonos que se agrupan en 7 colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo y violeta.

EFECTO FOTOELECTRICO: La luz es capaz de expulsar electrones de diversas superficies metálicas. La luz cae sobre una superficie metálica fotosensible, cargada negativamente y libera electrones. Los electrones liberados son atraídos a la placa positiva y producen una corriente medible.