Jueves 21/03

Informe de Física

 

Refracción de la luz

 

El primer anteojo astronómico fue concebido por Galileo en 1609. Dos años más tarde Kepler proporcionó las bases teóricas de su construcción: los anteojos utilizan el fenómeno de la refracción, es decir la desviación de  los rayos luminosos al pasar de un medio a otro; del aire al vidrio, por ejemplo.

 

Si la velocidad de la luz en un medio material  es  v  (siendo necesariamente v<c), se denomina índice de refracción absoluto del medio el cociente entre las velocidades de la  luz en el vacío y en ese medio, es decir, el cociente n =c/v

En cualquier caso, el índice de refracción  depende siempre de la longitud de  onda de la luz empleada y de la temperatura y, en el caso de los gases, de la presión.

 

Refracción de la luz.

La refracción de la luz se produce cuando un haz de luz pasa de un medio material a otro con distinto índice de refracción.

Supongamos que un rayo de luz que viaja por un medio [a], cuyo índice de refracción es n1, y llega a la superficie de separación SS’ entre ese medio y otro medio  [b] de índice de refracción n2. Tras atravesar la superficie SS’, el rayo  viaja por el medio [b], pero habiéndose desviado.

Las leyes que rigen este fenómeno son las dos siguientes:

_El rato incidente, el rayo refractado  y la normal a la superficie en el punto de incidencia están contenidas en un mismo plano.

_ Los senos de los ángulos de incidencia i y de refracción r guardan entre sí la relación

 

                                    seni      =n

                                    senr

   

donde n es el índice de refracción del segundo medio respecto al primero, n=n2/n1=v1/v2.

 

Ilusiones ópticas.     

 

Una ilusión óptica es un error de interpretación de una sensación visual que conduce a una idea falsa de la forma, las dimensiones o el color de un objeto.

 

 

                             

Flechas de Tscherming

                                                                           

 

Círculos de Delboeuf

 

 

 

 

 

 

 

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Estas líneas pequeñas al  ser unas rectas y otras horizontales hacen que parezca que las líneas rojas se acercan cada vez más, pero no es así, son líneas paralelas. Esta es una ilusión óptica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jueves 28/03

 

Informe de física

Empiezo a desarrollar cada uno de los temas los temas escribiendo todo lo que entendí hasta ahora y lo que estoy investigando.

 

Tema: Refracción de la luz,

           Percepción del color

 

 

Elegí estos dos temas porque me pareció interesante entender, explicar y  desarrollar las características de la luz, y sus propiedades. Las que más me sorprendieron fueron: la refracción de la luz y la percepción de los colores, o “ilusiones ópticas”, ya que son formas interesantes y porque me parece que de alguna manera están relacionados.

 

q       ¿Qué es la luz?

 

La luz es un agente físico capaz de impresionar nuestra retina haciendo posible la visión. Con respecto a la luz, los cuerpos pueden ser luminosos (fuentes o focos), si emiten luz propia, o iluminados, si se ven gracias a la luz que reciben.

Se denomina oscuridad a la total ausencia de sensación luminosa.

Fuente puntual es una fuente luminosa cuyas dimensiones pueden considerarse nulas con respecto a la distancia a los cuerpos que ilumina.

 

En cuanto a su capacidad para dejar pasar la luz, los cuerpos pueden ser opacos, si, no dejan pasar la luz, y transparentes, si dejan pasar la luz a su través. A su vez, los cuerpos transparentes pueden ser diáfanos, si permiten ver los objetos situados detrás de ellos (por ejemplo, el vidrio de la ventana), y translúcidos o semitransparentes, si a través de ellos puede reconocerse la luz, pero no la forma de los objetos (por ejemplo, las vidrieras).

 

 

q       ¿Qué cuerpos dejan pasar la luz, y cuáles no?

 

             Cuerpos que dejan pasar la    luz:

-          Hoja de papel

-          Género

-          Piel humana

-          Plástico (delgado)

-          Vidrio

 

Que no dejan pasar la luz:

-          Cartón

-          Cemento

-          Lámina de hierro, fierro o aluminio

-          Madera

-          Plástico (grueso

 

q       ¿Qué es el color?

El color es una característica psicofísica de la luz que se basa en diversas características físicas, en particular en la longitud de onda. En general, y si no se dice otra cosa, nos referiremos a la luz blanca, que es la que produce la misma sensación de color que la luz solar cenital media.

 

 

 

 

 

     INVESTIGUÉ HECHOS INTERESANTES ACERCA DE LA LUZ Y LOS COLORES

 

·         La luz es una forma de energía y aunque esta no es visible, no existe ninguna dificultad para determinar su presencia. El sol irradia continuamente luz en todas direcciones; una pequeña porción de ella cae sobre la tierra y la ilumina. Aunque estamos continuamente sometidos a la radiación luminosa, no sentimos impacto por que no se trata de una cosa material. Lo que  podemos sentir, en cambio, es el calor del sol, por que su luz es convertida en energía calorífica, que el cuerpo detecta; por ejemplo podemos sentir calor proveniente de una lámpara eléctrica.

·         Algunas sustancias como el aire y el vidrio, son transparentes a la luz, por lo cual permiten el paso de esta a través de ellas. Cuando la luz atraviesa el vidrio se propaga algo mas lentamente que en el aire.

·         Cuando la luz atraviesa una lamina de vidrio se desvía al entrar en él y vuelve a desviarse al salir. Ambas desviaciones se compensan mutuamente por que ambas caras del vidrio son paralelas. Como la dirección es la misma al entrar que al salir, los objetos vistos a través del vidrio no parecen distorsionados; si las superficies fueran curvas, la dirección del rayo de luz al salir seria distinta que al entrar. Esta  propiedad es la que utilizan las lentes para desviar los rayos luminosos del modo deseado.

·         Al mirar un espejo, la luz que llega a nuestros ojos proviene de su superficie y da la impresión de que la imagen se encuentra en algún punto por detrás del espejo. Un espejo plano da una imagen del mismo tamaño que el objeto.

·         En el calidoscopio la luz reflejada en los trozos de papel de colores es reflejada nuevamente en los dos espejos que lo forman, y con cada reflexión se produce una nueva imagen. La serie de imágenes se nos aparecen en forma de un hermoso dibujo.

·         El ojo que sigue la dirección de los rayos provenientes del espejo, podrá comprobar que para la mayoría de las posiciones del objeto la imagen aparece ya sea aumentado o disminuida de tamaño. Puede también aparecer invertida.

·         Aunque para el ojo la luz parece ser incolora, en realidad se compone de varios colores (rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo y violeta).

·         Unidos, estos colores dan luz incolora (a menudo denominada luz blanca). Isaac Newton fue el primero en demostrar que esto era así haciendo pasar un haz de luz blanca a través de un prisma. La luz emergente estaba dividida en sus colores componentes y al intercalar una pantalla en su camino sobre ella aparecía un arco iris. Esta banda luminosa era la imagen de la fuente luminosa, con una imagen por cada color de luz componente. Estas imágenes constituyen el espectro de luz incidente. El espectroscopio es un instrumento que emplea un prisma para obtener el espectro. Cuando un elemento químico se encuentra a una temperatura suficientemente alta, emite luz. La luz de un elemento en particular dará  siempre el mismo espectro. Por eso el espectroscopio se emplea en análisis químicos y también para analizar la luz proveniente de las estrellas y determinar los elementos que la componen.

·         El vidrio puede fabricarse en varios colores. El vidrio rojo es el que permite únicamente el paso a la luz roja, absorbe la luz de los otros colores. El vidrio azul, en cambio absorbe las luces de todos los colores menos el azul

·         Un objeto azul opaco se ve azul porque absorbe la luz roja, anaranjada, amarilla, verde, índigo y violeta que caen sobre él y refleja solamente la luz a la que es la luz que ve el ojo. Si el objeto refleja todas las luces, se ve blanco, si no refleja ninguna se ve negro

·         Si sobre un objeto rojo incide solamente luz roja, esta luz será reflejada y el objeto sé vera roja. Pero un objeto verde absolverá toda la luz roja que caiga sobre él. Nada se reflejará, por lo cual el objeto parecerá de color negro.

·         El ojo puede detectar la luz porque posee una parte sensible a la luz, la retina. Los rayos luminosos que llegan al ojo son concentrados por la cornea y el cristalino, de modo que forman una imagen sobre la retina. Esta imagen es transmitida en forma de impulsos nerviosos por el nervio óptico hasta el cerebro que la traduce en un cuadro.

·         El reflector blanco ilumina el blanco vestido de la bailarina en el escenario, los espectadores lo ven blanco, pero si el reflector cambia a verde, rojo, azul, o cualquier otro color, el vestido aparentemente cambiara su color, tomando el de los reflectores que lo ilumina.

·         El vestido blanco de la bailarina se ve blanco por que refleja hacia los ojos de     los espectadores la luz blanca del reflector. Pero un objeto blanco parece blanco solamente por que refleja todos los colores que caen sobre él. Cuando el reflector cambia al rojo, solo cae sobre la luz roja y por ende solo puede reflejar la luz roja. El vestido reflejara luz verde y parecerá verde, luz azul y sé vera azul. Para que el vestido adquiera cualquier color no es necesario, sin embargo, poseer luces de muchos colores. En realidad, cualquier efecto de color puede obtenerse mezclando los rayos de  tres reflectores: Rojos, azules, y verde, son estos los colores primarios de la luz. Mezclando los haces luminosos en las proporciones adecuadas, puede obtenerse cualquier color visible. Un reflector verde y otro rojo de igual intensidad sobre el vestido blanco lo harán parecer, sorprendentemente, amarillo. Agréguese un reflector azul y el vestido volverá a ser blanco.

·         La luz blanca del sol o del reflector es en sí una mezcla de diferentes colores.

·         "Él triángulo" de colores es un método conveniente para recordar los resultados de mezclar cruces de diferentes colores. La combinación de colores primarios contiguos da el color intermedio. Los colores opuestos en él triángulo se denominan complementarios. Su propiedad fundamental es que al combinarse dan nuevamente luz blanca.

·         Así como con tres colores primarios se podrían obtener todos los demás colores. Hay tres pigmentos (sustancias colorantes, pinturas) que al ser mezclados producen un pigmento capas de reflejar luz de cualquier color. Los tres pigmentos primarios no son los mismos que los tres colores primarios de luz. Son el amarillo, él púrpura (magenta) y el azul verdoso, los colores secundarios de la luz. Cada pigmento primario absorbe uno de los colores primarios de la luz y refleja los otros dos.

·         El amarillo es uno de los pigmentos primarios. Un vestido amarillo bajo la luz blanca (igual a una, mezcla de luces con rojo, verde y azul), refleja los dos colores de luz que compone la luz amarillo-rojo y verde. Absorbe todo el azul, color complementario del amarillo. Un vestido azul verdoso refleja azul y verde y absorbe todo el rojo.

·         De modo que si se mezclan pigmentos amarillo y azul verdoso en igual porción, el pigmento resultante absorberá todas las luces menos la verde, que será reflejada. Por eso la pintura amarilla mezclada con pintura azul verdosa da pintura verde.

·         El color de cualquier pigmento es el resultado de sustraer de luz blanca todos los colores que absorben los pigmentos constituyentes, y reflejar solamente los colores comunes a todos los constituyentes. Puede eliminarse toda luz reflejada mezclando pigmentos púrpura y verde. Él púrpura sólo reflejara  rojo y azul, y el verde solo reflejara verde. No hay colores comunes a ambos pigmentos que puedan ser reflejados y el objeto se ve negro. Los colores deben, sin embargo, sé mezclados en las proporciones correctas. Si hay más verde que púrpura, algo de luz verde no podrá ser absorbida por él púrpura y el pigmento resultante será verde oscuro. Los pigmentos complementarios son rojos y azules verdoso, verde y púrpura, azul y amarillo. Pero a diferencia de mezcla de luces de colores, la suma de dos pigmentos complementarios da negro. Colores complementarios de luz, al ser mezclados en las proporciones correctas, dan blanco porque el rayo resultante contiene todos los constituyentes de la luz blanca. Los pigmentos complementarios dan negro al ser mezclados  porque constituyen una sustancia que absorbe todos los colores constituyentes de la luz blanca.  El pigmento ha sustraído de la luz blanca todos los colores que pudieron ser absorbidos, no dejando nada para reflejar.

 

 

 

Conclusión

 

 

El color enriquece nuestra vida, al proporcionar una experiencia visual natural. Entender el color puede ayudarle a usarlo de forma más efectiva.

Para que se vea el color deben estar presentes tres elementos fundamentales: luz, un objeto iluminado, y un observador.

Los colores que vemos están afectados por la intensidad de la luz y por su composición espectral.

Con niveles más bajos de iluminación, los objetos muestran menos color. En un día luminoso vemos más color, contraste y saturación.

 

El espectro cromático muestra la gama de longitudes de onda de energía luminosa que puede ver el ojo humano. Las variaciones en las longitudes de onda alteran los colores que vemos.

Cómo Isaac Newton demostró con sus prismas, la luz blanca es una mezcla de todos los colores del espectro visible.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q       ¿Qué es la refracción?

 

Experiencia :

Coloco una moneda en el fondo de un vaso transparente. Muevo el vaso hasta que ya no pueda ver la moneda. Sin cambiar de posición, lleno el vaso con agua, y ahora puedo ver la moneda.

De esta manera puedo deducir que los rayos de luz cambiaron de dirección al pasar de un medio (el aire) a otro (el agua). Se refractaron.

 

 

   

                            Moneda

 

q       ¿En  qué casos se produce la refracción?

 

Experimento

Introduzco un lápiz en un vaso con agua: parece quebrado, no sucede lo mismo si el lápiz está vertical en el vaso. Lo mismo sucede con el rayo de luz.

 

q       ¿Hacia dónde se dirige el rayo refractado?

                                                        

                                                          normal