Óptica

La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ondas electromagnéticas^[1] como las de radio, la luz visible, los rayos X y otras. La luz es una radiación electromagnética.

Denominamos luz, a aquella parte del espectro de las ondas electromagnéticas a la que el ojo humano es sensible, es decir, que es capaz de producir la visión.

La velocidad de la luz en el vacío no ha sido superada por la de ningún objeto o movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior.

Numerosos hechos de la vida nos demuestran que la luz se propaga de diferentes maneras según sea el medio por el que viaja.

Cuando la luz incide sobre los cuerpos una parte puede ser: reflejada^[4], otra parte absorbida y otra transmitida^[5]. Las proporciones en que esto ocurre dependen de las propiedades de los cuerpos sobre los que incide. Para indicar la dirección de propagación de la luz (onda luminosa) se utiliza el modelo "rayo de luz^[6]". La zona dentro de la cual se propaga la luz procedente de una fuente, se denomina "haz de luz"^[7].

Comportamiento de los haces de luz cuando se cruzan entre sí.

¿Cómo se produce la visibilidad de los cuerpos que nos rodean?

Al entrar a una habitación oscura no nos percatamos de los cuerpos que se encuentran en su interior, sin embargo, cuando encendemos la luz o un fósforo nos damos cuenta de ellos. Esto se debe a que todos los cuerpos poseen la propiedad de reflejar^[4] parte de la luz que incide sobre ellos, aunque todos no la reflejan por igual. La visibilidad de la gran mayoría de los cuerpos solo es posible gracias a esta propiedad.

Los cuerpos que emiten luz por sí mismos se denominan fuentes de luz propia y los que la reflejan fuentes de luz reflejada.

La visibilidad de los objetos que nos rodean también depende de la cantidad de luz que les llega. Esta se caracteriza mediante el concepto de iluminación que depende:. directamente de la intensidad luminosa de la fuente, inversamente de la distancia a ella y de la inclinación del haz de luz respecto a la superficie sobre la que incide.

Otro factor, del que depende la visibilidad de un cuerpo, es el contraste entre la cantidad de luz que llega a nuestros ojos procedente de él y de otros cuerpos.

Los objetos que vemos se aprecian con un determinado color ¿a qué se debe esto?.

La luz habitual es una mezcla de oscilaciones electromagnéticas de diversas frecuencias, correspondientes a diferentes colores. Newton obtuvo el clásico espectro de colores^[2], haciendo incidir sobre un prisma la luz solar procedente de la rendija de una persiana.

El color de un objeto iluminado con luz blanca está determinado por los colores del espectro que refleja. Un objeto se ve rojo cuando refleja la luz roja mejor que la de otros colores; verde, cuando refleja mejor la luz verde, etc

Los espejos y las lentes son dispositivos que utilizan los seres humanos tanto en su vida cotidiana como en la técnica. Para explicar la formación de imágenes en ellos y para construir dispositivos ópticos con determinadas características, se requiere estudiar los fenómenos de la reflexión y refracción de los haces luminosos.

Cuando variamos el haz de luz incidente, también varía el haz reflejado. En general, la dirección del haz reflejado depende de la dirección del incidente.

Utilizando las leyes de la reflexión se pueden explicar la formación de imágenes en los espejos. Los espejos se clasifican en: planos y esféricos.

Características de las imágenes obtenida en los espejos planos: simétrica^[10], derecha^[11], virtual^[12]

Al hacer incidir con cierta inclinación un haz de luz sobre la superficie del agua, se observa un haz tenue reflejado y otro que penetra desviándose bruscamente de la línea perpendicular al punto de incidencia. Este fenómeno recibe el nombre de refracción de la luz. La razón de estas desviaciones radica en el cambio de velocidad de la luz al pasar de un medio a otro.

Un caso particular de la refracción de la luz es la reflexión total interna. En este fenómeno se basa el funcionamiento de las fibras ópticas (conductores de luz).

Tanto en los espejos esféricos como en las lentes, existen un grupo de rayos que al incidir en un espejo esférico o en una lente siempre se reflejan o se refractan, respectivamente, de igual modo, se denominan rayos notables o característicos. Utilizándolos podemos comprender, cómo se forman las imágenes en este tipo de espejo, y por qué poseen las características que poseen.

Utilizando los rayos notables es posible conocer cómo se forman las imágenes utilizando espejos esféricos y lentes, así como, las características que presentará la imagen que se obtiene.

Para esquematizar la formación de imágenes en los espejos esféricos (cóncavos) y las lentes empleamos los rayos notables o característicos.

Existen una serie de dispositivos ópticos, entre los que se pueden mencionar lupas, microscopios, proyectores, cámaras fotográficas, telescopios, que utilizan como componentes principales lentes y espejos. La formación de imágenes en estos dispositivos se debe al cumplimiento de las leyes de la reflexión y refracción de la luz.

En los diferentes dispositivos ópticos se utilizan lentes y espejos según sea su fin. Ellos se emplean con el propósito de dirigir los haces luminosos en determinadas direcciones y obtener imágenes con las características deseadas.