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Explicación del modelo corpuscular de la luz, modelo ondulatorio de la luz, interferencias luminosas, experimento de la doble rendija de Young, difracción luminosa, modelo electromagnético, tipo de ondas electromagnéticas......

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MODELO CORPUSCULAR DE LA LUZ Newton justificaba la existencia de colores, la producción de sombras y de eclipses, así como la reflexión y la refracción con su teoría corpuscular: a) Newton basaba la existencia de colores en el diferente tipo de partículas que emitía cada color. b) La producción de sombras se debe a que las sombras son proyecciones de los objetos sobre superficies como paredes, pantallas. c) La producción de eclipses: · Eclipse de sol · Eclipse de Luna

d) La reflexión estableciendo que al llegar las partículas de luz a la superficie de separación con otro medio diferente, al que no pueden pasar, chocan con dicha superficie, experimentando un cambio de dirección sin variación en su velocidad. e)

La

refracción de la luz, newton lo explicaba mediante una atracción que el segundo medio, más denso que

el primero, debería ejercer sobre las partículas incidentes, de forma que les haría aumentar su componente perpendicular a la superficie, vn.

MODELO ONDULATORIO DE LA LUZ Huygens paralelamente a Newton, publicó su teoría de la luz como onda mecánica. Al tratar la luz como onda mecánica, necesitaba la existencia de un medio natural de apoyo, cosa que se solucionó con la suposición de la existencia del éter. Medida de la velocidad de la luz Fizeau y Foucault fueron los primeros en determinar la velocidad de la luz, era finita por lo 8 tanto las señales lumínicas no se transmiten inmediatamente. Ambos obtuvieron un valor de 3,1·10 8 m/s que es bastante cercano al valor aceptado actualmente: 2,997925·10 m/s. También la midieron en el agua, comprobando que era inferior que en el aire, por lo que quedó ratificada la teoría de Huygens. INTERFERENCIAS LUMINOSAS. EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG El experimento consistía en dos placas, la primera placa tiene un haz de luz muy estrecho y la segunda placa tiene dos rendijas simétricas que permiten pasar el haz de luz. Las franjas claras de la pantalla corresponden a interferencias constructivas y a puntos cuyas distancias a cada una de las rendijas cumplen: 𝑥 − 𝑥 = 𝑛 · λ, 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛 = 0,1,2,3. .. Las franjas oscuras corresponden a interferencias destructivas y a puntos cuyas distancias a cada una de las rendijas cumplen:  𝑥 − 𝑥 = (2 · 𝑛 + 1) ·  , 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛 = 0,1,2,3. ..

DIFRACCIÓN LUMINOSA La difracción es el efecto producido por la interferencia no de dos únicas ondas, sino de muchas. Se produce cuando un frente de onda luminosa se encuentra con un pequeño obstáculo, un pequeño orificio, o una fina rendija.

MODELO ELECTROMAGNÉTICO

A estas ondas se les denomina ondas electromagnéticas porque están constituidas por campos magnéticos y eléctricos que varían sinusoidalmente con el tiempo. La oscilación de estos campos es transversal a la velocidad de propagación de las ondas. Cada 󰇍 𝑦𝑠(este último ,𝐵 uno de los campos en un plano perpendicular al del otro, de forma que los vectores󰇍 𝐸 indica la dirección de la propagación) son los tres perpendiculares entre sí. LA NATURALEZA DUAL DE LA LUZ. DUALIDAD ONDA-CORPÚSCULO. Según Einstein, las ondas electromagnéticas llevan la energía cuantizada en cantidades discretas. Cada unidad de energía, de nombre fotón o cuanto de luz, tiene una eenrgía de valor: 𝐸 =ℎ⋅𝑓 donde h es la denominada constante de plank, ℎ = 6,63 ⋅ 10 𝐽 ⋅ 𝑠y f es la frecuencia de la onda. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO No necesitan un medio material por el que propagarse. La expresión correspondiente a cada uno de estos campos es: 2⋅π⋅𝑟 ) λ 2⋅𝜋 ⋅𝑟 𝐵(𝑡) = 𝐵 ⋅ 𝑠𝑒𝑛(𝜔 ⋅ 𝑡 − 𝑘 ⋅ 𝑟) = 𝐵 ⋅ 𝑠𝑒𝑛(2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑓 ⋅ 𝑡 − ) 𝜆 El espectro electromagnético es el conjunto de todas las ondas electromagnéticas ordenado según los valores de sus frecuencias o de sus longitudes de onda. El rango de espectro visible del ser humano corresponde desde los 400nm (violeta) a los 700nm (rojo). 𝐸(𝑡) = 𝐸 ⋅ 𝑠𝑒𝑛(ω ⋅ 𝑡 − 𝑘 ⋅ 𝑟) = 𝐸 ⋅ 𝑠𝑒𝑛(2 ⋅ π ⋅ 𝑓 ⋅ 𝑡 −

TIPO DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS a) Ondas de radio, tv y telefonía móvil: Son ondas electromagnéticas producidas por el hombre con un circuito oscilante. Se emplean en radidifusión, las ondas usadas en la televisión son las de longitud de onda menor y las de radio son las de longitud de onda mayor. Las radiondas más largas se reflejan en la ionosfera y se pueden detectar en antenas situadas a grandes distancias del foco emisor. Las ondas medias se reflejan menos en la ionosfera, debido a su gran longitud de onda pueden superar obstáculos, por lo que pueden recorrer grandes distancias. Para superar montañas necesitan repetidores. Las ondas cortas no se reflejan en la ionosfera, requieren repetidores más próximos. Se transmiten a cualquier distancia mediante los satélites artificiales. Este tipo de ondas son las que emiten la TV,teléfonos móviles y los radares. b) Microondas: Son producidas por vibraciones de moléculas. Se utilizan en radioastronomia y en hornos eléctricos. Esta última aplicación es la más conocida hoy en día y en muchos hogares se usan los "microondas". Estos hornos calientan los alimentos generando ondas microondas que en realidad calientan selectivamente el agua. la mayoría de los alimentos, incluso los "secos" contienen agua. Las microondas hacen que las moléculas de agua se muevan, vibran, este movimiento produce fricción y esta fricción el calentamiento. Así no sólo se calienta la comida, otras cosas ,como los recipientes, pueden calentarse al estar en contacto con los alimentos. c) Infrarrojo: Es emitida por cuerpos calientes y son debidas a vibraciones de los átomos. d) Visible: Es la pequeña parte del espectro electromagnético a la que es sensible el ojo humano. Se producen por saltos electrónicos entre niveles atómicos y moleculares. e) Ultravioleta: Se producen por saltos electrónicos entre átomos y moléculas excitados. El Sol es emisor de rayos ultravioleta, que son los responsables del bronceado de la piel. Es absorvida por la capa de ozono, y si se recibe en dosis muy grandes puede ser peligrosa ya que impiden la división celular, destruyen microorganismos y producen quemaduras y pigmentación de la piel. f) Rayos X: Se producen por oscilaciones de los electrones próximos a los núcleos. Son muy energéticos y penetrantes, dañinos para los organismos vivos, pero se utilizan de forma controlada para los diagnósticos médicos. g) Rayos ɣ: Se originan en las desintegraciones nucleares. Son muy penetrantes y muy energéticas. LUZ BLANCA Y EL ESPECTRO VISIBLE La luz que nos llega del Sol es blanca, esta luz esta compuesta por toda la gama de colores, desde el rojo hasta el violeta, sin interrupción. Un conjunto de colores se denomina espectro visible: es la única parte del espectro electromagnético que podemos distinguir a simple vista. La dispersión cromátida de la luz La dispersión es la descomposición de la luz blanca en todos los colores que la forman, hecho que da lugar al espectro visible. En consecuencia, los diferentes colores que integran la luz blanca se refractan con ángulos ligeramente diferentes al pasar del aire a otro medio como el cristal. El violeta y el azul son los colores que más se disperan. Denominamos dispersión angular, al ángulo que forman los dos rayos de los extremos de la luz dispersada. VISIÓN DE LOS COLORES Vemos los objetos por la luz que refleja su superficie. Las superficies de los objetos suelen ser rugosas y la reflexión que producen se denomina reflexión difusa o difusión. La composición de la luz blanca es el motivo por el cual vemos los objetos de colores diferentes. Cuando iluminamos un objeto, éste absorbe una parte de la luz y devuelve el resto. Espectros de los elementos químicos

El efecto de dispersión de la luz es la base de uno de los métodos más utilizados para reconocer elementos químicos, la espectroscopia de emisión atómica. Los elementos químicos calentados hasta la incandescencia producen vapores. El vapor producido por cada elemento tiene un color característico. Si hacemos pasar la luz emitida a través de un prisma, se dispersa en los colores que la forman y solo observamos unas líneas de colores.

El azul del cielo, el amarillo del Sol y el blanco de las nubes a) El cielo de la Tierra sin nubes es azul, mientras que el de la Luna es negro. El motivo es que la Tierra tiene atmósfera y la Luna no. Las moléculas de aire y de vapor de agua de la atmósfera dispersan la luz blanca del Sol, esta dispersión es mucho más intensa en el azul y en el violeta. b) El Sol, lo vemos de un color amarillo por que la luz que nos llega de él es el resultado de restar de su luz blanca la luz azul dispersada en la atmósfera. Esto da como resultado un color amarillo anaranjado. c) Vemos las nubes blancas por que las gotas de agua que contienen son más grandes y dispersan y reflejan igual todos los colores, y el resultado de esto es el blanco....