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Naturaleza de la luzMediciones de la velocidad de la luzLas aproximaciones de los rayos de la ópticas geométricas.Reflexión y RefracciónEl principio de HUYGGESReflexión Interna Total
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Universidad técnica de Manabí
NATURALEZA DE LA LUZ Y LEYES DE LA ÓPTICA GEOMÉTRICA
SubtemasO Naturaleza de la luz
O Mediciones de la velocidad de la luzO Las aproximaciones de los rayos de
la ópticas geométricas.O Reflexión y Refracción
O El principio de HUYGGESO Reflexión Interna Total
NATURALEZA DE LA LUZCAP. I
Naturaleza de la LuzO La naturaleza física de la
luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia.
O No necesita ningún medio para propagarse, son ondas transversales.
O Una carga eléctrica oscilando con una determinada frecuencia, produce ondas electromagnéticas de la misma frecuencia.
Naturaleza de la LuzO La óptica estudia los fenómenos relacionados con la
luz.O ¿Cuál es la naturaleza de la luz, en qué forma se
desplaza y cómo transporta energía?O La luz tiene una naturaleza dual: partículas y ondas.
O La óptica física (ondulatoria) estudia los fenómenos ondulatorios de la luz: interferencia, difracción y polarización.
O La óptica cuántica (corpuscular) estudia los fenómenos corpusculares de la luz: efecto fotoeléctrico, efecto Compton.
O La óptica geométrica estudia los fenómenos luminosos para los cuales es irrelevante la naturaleza de la luz: reflexión y refracción.
MEDICIONES DE LA VELOCIDAD DE LA
LUZCAP. I
Mediciones de la velocidad de la luz
O La luz viaja a una rapidez tan alta que los primeros intentos para medir su rapidez no tuvieron éxito. Galileo intentó medir la rapidez de la luz colocando dos observadores en torres separadas por aproximadamente 10 km.
O En la actualidad sabemos que es imposible medir la rapidez de la luz de esta manera debido a que el tiempo de tránsito es muy pequeño comparado con el tiempo de reacción de los observadores.
8103xc
Demostración
Medición de la velocidad de la luz
Método de Roemer
c 2.3 108 m/s
Medición de la velocidad de la luz
Técnica de Fizeau
c 3.1 108 m/s c 2.9979 108 m/s
LA APROXIMACION DE RAYOS EN LA OPTICA GEOMETRICA
CAP. I
La aproximación de rayos en la óptica geométrica
O La luz se desplaza en línea recta.
O Esta suposición conduce al modelo de rayos de luz.
O Esta aproximación supone que una onda viaja por un medio uniforme en líneas rectas en la dirección de los rayos.
La aproximación de rayos en la óptica geométrica
O Esta aproximación es válida aun cuando la onda llegue a una abertura circular cuyo diámetro es mucho más grande en relación con la longitud de onda.
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
CAP I.
Reflexión de la luz
Reflexión especular y difusa
Leyes de la reflexiónO Para superficies
planas, los rayos incidente y reflejado están en el mismo plano que la normal a la superficie.
O El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Reflexión de la luz
Refracción
Leyes de la refracciónO El rayo incidente, el rayo
refractado y la normal a la superficie de separación de los medios en el punto de incidencia están en un mismo plano.
O El ángulo de refracción, 2, depende de las propiedades de los dos medios y del ángulo de incidencia:
ctev
v
sen
sen
1
2
1
2
Índice de refracción
nv
c
medioelenluzladeRapidez
vacíoelenluzladeRapidezn
Índice de refracciónO A medida que la luz
viaja de un medio a otro, su frecuencia no cambia pero su longitud de onda sí.
1
2
2
1
2
1
2
1
/
/
n
n
nc
nc
v
v
n
n
ctev
v
sen
sen
1
2
1
2
1
2
2
1
n
n
v
v
2211 sennsenn
Ley de la refracción de Snell:
PRINCIPIO DE HUYGENS
CAP I.
Principio de HuygensTodos los puntos de un frente de onda determinado se toman como fuentes puntuales de la producción de ondas secundarias esféricas, llamadas ondulaciones, las cuales se propagan hacia fuera del medio con rapidez característica de las ondas en ese medio. Después de que ha transcurrido cierto tiempo, la nueva posición del frente de onda es la superficie tangente a las ondulaciones.
Principio de Huygens
AC
CA'sin 1
AC
AD'
1sin
'11
REFLEXIÓN TOTAL INTERNA
CAP I.
Reflexión Total Interna
Reflexión Total Interna
º90sinsin 21 nn c
1
2sinn
nc
Reflexión Total Interna
Reflexión Total Interna
Reflexión Total Interna
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