OPTICA.

Óptica.

En palabras claras, la óptica estudia el comportamiento de la luz como su emisión, composición, polarización, la interferencia y la difracción. Todo esto empieza desde que el hombre intenta explicar el fenómeno de la visión.

Ondas Luminosas .

Una onda luminosa es lo mismo que luz.

Nosotros no vemos las cosas, pasa que la luz rebota en los objetos y los hace visibles. Si apagamos un foco, dejamos de ver las cosas, al prenderlo las vemos, esto es un ejemplo cotidiano, que nos hace entender que las cosas las vemos por la luz que se refleja en cada objeto.

Características

• Se propaga: 

En el vacío la luz se mueve a 299.792.458 m/s

En el aire se mueve a 299.705.543 m/s 

En el agua se mueve a 224.844.349 m/s

Entre más materia haya la luz se propaga más lento es por eso que en el vacío se propaga a mayos velocidad.

• Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia:

• De la frecuencia y del largo de onda de la luz dependen los colores. 

Las de onda más larga y más baja frecuencia producen la sensación de rojo 

Las de onda más corta y más alta frecuencia la sensación de violeta. 

• Pueden producir muchos fenómenos distintos, 

como:

-Reflexión 

-Refracción

-Dispersión

-Difracción

-Polarización

• La luz presenta tres propiedades características:

-Se propaga en línea recta: La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz.

-La luz se refleja: La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una superficie, y el que sale rebotado.

-La luz se refracta: La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al haber pasado de un medio a otro y que cambia su velocidad.

• La luz y la materia:

La materia se comporta de distintas maneras cuando interactúa con la luz

- Transparentes: Permiten que la luz vuelve a salir. Ejemplo: Vidrio, aire, agua.

- Opacos: Estos materiales absorben la luz o la reflejan, lo que hace que esta no atraviese. Ejemplo: Madera. Metales, cartón.

- Translúcidos: Absorben o reflejan parcialmente la luz y la difunde a distintas direcciones. Ejemplo: folio, tela fina, papel cebolla, etc.

Espectro de la luz blanca.

Es una radiación electromagnética que es visible para el ojo humano.

Cuando vemos un objeto, es porque ese objeto es iluminado por la luz visible.

La longitud de onda de la luz es la determina el color que vemos. De forma resumida, se establece la siguiente categorización en cuanto a las longitudes de onda y el color que vemos:

• 625 - 740: Rojo.

• 590 - 625: Naranja.

• 565 - 590: Amarillo.

• 520 - 565: Verde.

• 500 - 520: Cian.

• 435 - 500: Azul.

• 380 - 435: Violeta.

La mayoría de la luz con la que interinamos en cada momento es una luz blanca. La luz blanca que ingresa dentro del prisma de la imagen anterior, causa que las diferentes longitudes de onda se “quiebren” en diferentes ángulos. El resultado de esto son haces de luz que varían dentro de todo el espectro visible del color. Este fenómeno es, por ejemplo, lo que causa los arcoíris, el lugar del prisma lo ocupan las partículas de agua.

Longitud de onda de la luz en la fotosíntesis.

La luz del sol contiene un 4 por ciento de radiación ultravioleta, 52 por ciento de radiación infrarroja y 44 por ciento de la luz visible. Los cloroplastos no absorben todas las longitudes de onda de luz por igual.

Pigmentos

La clorofila es el pigmento más abundante y absorbe la luz azul y roja. Refleja la luz verde, por lo que las plantas con este pigmento parecen de color verde. Los carotenoides reflejan la parte roja, amarilla y naranja del espectro y absorben la luz azul. 

Luz azul

La luz azul tiene las longitudes de onda más cortas y la más alta energía del espectro de luz visible. Es el mayor estímulo para la clorofila para fomentar el crecimiento de hojas y tallos.

Luz roja

La luz roja tiene una longitud de onda más larga del espectro visible y la energía más baja. La clorofila absorbe la luz roja aunque no en tan alto grado como la absorción de la luz azul.

Luz verde

Algunas algas parecen negras o marrones ya que contienen el pigmento carotenoide de fucoxantina que absorbe la luz verde.

Ultravioleta

Tiene demasiada energía para ser absorbida por la planta u organismo durante la fotosíntesis de manera que éstas desarrollan mecanismos para protegerse a sí mismas. La planta activa una clase secundaria de pigmentos, los flavonoides y las antocianinas, para absorber la radiación UV y proteger el proceso de fotosíntesis.

Infrarrojo

La radiación infrarroja se produce en las profundidades del océano cerca de los respiraderos geotermales. Las bacterias que viven en el fondo, como las bacterias verdes del azufre, que habitan en el fondo del océano a profundidades entre 400 y 8.000 pies (121,92 a 2.438,4 m), generan energía por la fotosíntesis de la radiación infrarroja.

Leyes de refracción.

1. ª Ley. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en un mismo plano.

2. ª Ley. (Ley de Snell) La razón o cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es una constante, llamada índice de refracción, del segundo medio respecto del primero o sea:

Relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en medios transparentes

La relación entre la velocidad de la luz en el vacío o aire y la velocidad de la luz en otro medio material transparente se llama índice de refracción de la luz.

La velocidad de propagación de la luz en un medio material homogéneo y transparente es constante pero menor que la velocidad de propagación de la luz en el vacío.

Llamamos v1 y v2, a cada una de las velocidades respectivas y n al índice de refracción, tenemos:

      

n =	v1	XXXXX	n = índice de refracción
	v2		v1 = velocidad de la luz en el aire
			v2 = velocidad de la luz en el otro medio

INDICE DE REFRACCION

Vacío 1.00

Aire 1.0000294

Agua 1.33

Alcohol etílico 1.36

Benceno 1.50

Vidrio 1.52

Diamante 2.42

Sal gema 1.54

Ácido sulfúrico 1.63

Éter 1.36

Hielo 1.32

Leyes de Reflexión

Reflexión de La Luz

Es el cambio de dirección que sufre la luz al chocar con otro cuerpo.

Existen dos tipos de reflexiones:

a)     Especular: La Superficie es lisa y los rayos que se reflejan salen en igual dirección: Un ejemplo son los espejos planos.  

b)     Difusa: La Superficie es rugosa, por lo que los rayos se reflejan en todas direcciones. No se consigue generar imágenes, pero nos permite ver los cuerpos opacos desde cualquier ángulo.

-Cuando un rayo choca con una superficie pulida, lisa y plana y luego rebota hacia el mismo medio es por se cumplen las ‘’Leyes de La Reflexión’’,  que dicen:

1: El ángulo de incidencia (formado por el rayo incidente y la recta normal) es igual al ángulo de reflexión (formado por el rayo de reflexión la normal)

2: El rayo incidente, el rayo reflejado y la recta normal se encuentran en un mismo plano. 

Difracción de la luz 

En general la difracción ocurre cuando las ondas pasan a través de pequeñas aberturas, alrededor de obstáculos o por bordes afilados.

Difracción de Fraunhofer.

Es también conocido como difracción del campo lejano, es la difracción de una onda electromagnética cuya fuente es alejada del obstáculo, por lo que inciden ondas planas. Es muy parecida a la difracción de Fresnel, y que también resulta más sencillo de analizar, debido a que la distancia de la abertura con la de la pantalla es muy grande y los rayos pueden ser analizados como paralelos, cosa que en el experimento de Fresnel no ocurre. 

Difracción de Fresnel.

También se define como difracción de campo cercano es un patrón de difracción de una onda electromagnética obtenida muy cerca del objeto causante de la difracción .se puede definir como el fenómeno de difracción causado, cuando el número de Fresnel es grande y por lo tanto no puede ser usada la aproximación Fraunhofer (difracción de rayos paralelos).

Difracción de Fraunhofer y Fresnel 

Fraunhofer .

                                                                                  Fresnel.

Bibliografías

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Óptica.

En este experimento explicare como es que mediante un vaso con agua y al poner un objeto detrás invierte su posición.  Esto se debe a un fenómeno llamado refracción y esto es porque el agua al estar contenida en el vaso, su forma genera una especie de lente parecido al de las cámaras. Lo cual enfoca la Luz en un punto óptico muy pequeño y luego lo vuelve a dispersar a la inversa parecido a lo que sucede en el lente de la cámara donde entra a la imagen y se proyecta de cabeza o volteado por esto las Flechas cambian de Dirección.

  

 Es la modificación que se produce en el rumbo de un rayo en la superficie que separa a dos medios, lo que hace que vuelva al punto de partida, la refracción (la alteración de dirección cuando el rayo deja un medio y pasa a otro) y la difracción (la curva aparente y la separación de la luz cuando ésta se topa con alguna barrera) son algunos de los fenómenos estudiados por la óptica.

Longitud de onda de luz empleada en la fotosíntesis.

Los fotones de luz visible poseen longitudes de onda realmente pequeñas, comprendidas entre los 400 y 700 nanómetros (un nanómetro equivale a 0.000001 mm, es decir, un milímetro equivale a ¡un millón de nanómetros!)

 La fotosíntesis es un proceso complejo que engloba, a su vez, otros subprocesos sorprendentes. Uno de ellos es la capacidad  de absorber energía luminosa y transformarla en energía química. En este proceso, la clorofila juega un papel crucial porque es capaz de absorber la energía de determinados fotones que llegan hasta ella y transmitirla a un sistema capaz de transformarla en energía química. En realidad sería más correcto hablar de clorofilas, porque existe más de un tipo, cada una con ligeras diferencias de estructura y absorción. No obstante, para simplificar me referiré a las diferentes clorofilas como si fueran una sola.