11. Transmisión de la luz


Corresponde a la sesión de GA 4.11 ¡ILUMÍNAME!

Son muchas las teorías que el hombre ha planteado para explicar la naturaleza de la luz. Actualmente se acepta que existe una dualidad en el comportamiento de la luz, cuando actúa sobre la materia su naturaleza es considerada corpuscular, y cuando se propaga es ondulatoria - electromagnética.

Cuando un cuerpo produce luz se dice que es un cuerpo luminoso, por ejemplo, el Sol, un foco, una vela encendida, etcétera. Si el cuerpo recibe la luz se dice que es un cuerpo iluminado, ya que éste refleja la luz que recibe. Un ejemplo podría ser cualquier cuerpo en la Tierra durante el día, o frente a un foco encendido.

Existen los cuerpos no luminosos que se dividen en transparentes, translúcidos y opacos, los primeros permiten el paso de la luz y la imagen; es decir, dejan ver los cuerpos que están colocados detrás de ellos. Un ejemplo de éstos son el aire, el vidrio y el agua. Los segundos, permiten el paso de la luz, mas no de la imagen, tal es el caso del vidrio esmerilado, la marcolita y el papel albanene. Los terceros, llamados cuerpos opacos, impiden el paso de la luz y la imagen; por ejemplo, los cuerpos metálicos, los de madera, etcétera.

Se considera que la luz se propaga en línea recta, lo cual explica que al ser interferida por algunos objetos se produzcan sombras y penumbras. Cuando este fenómeno se produce entre los cuerpos celestes da origen a los llamados eclipses. Por ejemplo, cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol da lugar a un eclipse total de Sol, y cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna se origina el eclipse total de Luna.

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Dadas las características de las órbitas y el tamaño de la Luna y la Tierra, existe un mayor número de eclipses lunares que solares.

Otra forma de comprobar la transmisión rectilínea de la luz es mediante la cámara oscura, base para la construcción de las cámaras fotográficas y para el estudio del comportamiento del ojo.

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Glaf Roener fue el primero en medir la velocidad de la luz; para ello, utilizó la observación de los eclipses de los satélites de Júpiter, relacionó el tiempo de sus movimientos con el diámetro de la órbita terrestre y encontró que la velocidad de la luz era de 227 000 km/s, velocidad considerada en su época como inaceptable porque se creía que era demasiado grande, ahora se sabe que esa cifra es menor que la real. Posteriormente, Alberto Michelson logró medirla con mayor exactitud, encontrando que el valor de la velocidad de la luz en el aire es de 299 705.5 km/s y, en el vacío, de 299 792.5 km/s. Se acostumbra para considerar como valor de la velocidad de la luz el de 300 000 km/s; esto es, que en un segundo la luz puede dar siete vueltas y media a la Tierra.

Al observar los cuerpos luminosos se nota que cada uno de ellos tiene diferente intensidad, pues no es la misma cantidad de luz la que emana del Sol que la que se desprende de un foco o una vela. Para medir la intensidad luminosa se utiliza la candela o bujía. En las calles, en los aparadores, en las casas o en la escuela es importante la iluminación; es decir, la luz que reciben los cuerpos; además, ésta depende de la intensidad del cuerpo que ilumina y la distancia a la que se encuentra; esto es, que cuando se quiere una buena iluminación se acercará o alejará la fuente luminosa, dependiendo de la intensidad, lo cual se comprueba aplicando la Ley de la Iluminación que señala:

Ley de la Iluminación

La iluminación que recibe un cuerpo es directamente proporcional a la intensidad del cuerpo luminoso e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia

Algebráicamente se representa:

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Unidades de medida:

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Un lux es la iluminación que equivale a un lumen por metro cuadrado. Un lumen es la cantidad de energía luminosa o flujo luminoso que, en un segundo, fluye de una fuente de una bujía o candela a través de un ángulo sólido unidad, el cual equivale a una superficie esférica de un metro cuadrado.

Una bujía equivale a 1.1 watt

Ejemplo:

Una lámpara de 75 watts está colocada a 5 m de distancia del escritorio, ¿qué iluminación se producirá?

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Otro de los fenómenos que se produce por efecto de transmisión de la luz se presenta cuando la luz es reflejada por cuerpos con una superficie pulimentada.

Los espejos son toda superficie pulida en la cual se refleja la luz.

Los espejos pueden ser planos o esféricos, en cualquiera de ellos la reflexión se explica mediante dos leyes que son:

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

2a. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

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Las imágenes que se forman en los espejos planos son simétricas, es decir, iguales con respecto de la misma distancia al espejo; derechas, tienen la misma posición que el objeto; y virtuales, porque se ven aparentemente dentro del espejo.

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En los espejos esféricos las imágenes que se forman están relacionadas con la posición que tiene el objeto con respecto al foco y al centro de curvatura.

En los espejos esféricos, la formación de imágenes se presentará cuando los rayos, considerados como fundamentales, se crucen en un punto determinado.

Con los espejos cóncavos se pueden formar imágenes reales e imágenes virtuales. Una imagen real es la que se puede ver cuando un objeto emite luz y sus rayos reflejados convergen en un punto formando la imagen. La imagen virtual es aquella que vemos cuando nos colocamos enfrente del espejo, por medio de la luz que refleja.

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En los espejos convexos se forman imágenes verticales siempre de menor tamaño que el objeto.


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