ÓPTICA FÍSICA
La rama de la óptica que toma la luz como una onda y explica algunos fenómenos
que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo.
Estos
fenómenos son:
DIFRACCIÓN: Es la capacidad de las ondas para
cambiar la dirección alrededor de obstáculos en su trayectoria esto se debe ala propiedad que tiene las ondas de generar nuevos frentes de onda. VÍDEO:
POLARIZACIÓN: es la propiedad por la cual uno de
múltiples planos en los que vibran las ondas de luz se filtra impidiendo su
paso.
Esto
produce efectos en la eliminación de brillos. VÍDEO
HISTORIA DE LA MEDIDA DE LA
VELOCIDAD DE LA LUZ.
La composición y velocidad de la
luz han sido estudiadas por filosofos, teologos y científicos durante cientos de
años los griegos fueron lo s primeros en escribir acerca de sus creencias sobre
la luz. Pensaban que emanaban de los objetos y que la visión humana se emitía
desde los ojos para capturar luz.
La velocidad de al luz (C)
actualmente no es una magnitud medida sino que se ha establecido un valor fijo
en el sistema internacional de unidades. desde 1983 el metro ha sido definido
como la longitud es que viaja la luz en el vacío en el intervalo de tiempo 1/299792.458 de
un segundo, de forma que la velocidad de la luz se define exactamente 299792.458 km/seg.
En 1814 FRESNEL
como ingeniero francés partiendo del principio de HUYGENS de
que "cada elemento de la superficie de una onda puede actuar como fuente
de onda secundarias "confirmo las interferencias de YOUNG y
construyo una base conceptual y matemática para la óptica física.
La teoría de fresnel explico la
birrefringencia, de la polarizada, la polarización circular, la elíptica y
todas las predicciones que se derivaban de ella y se veían confirmadas por la
experiencia. hacia 1850 la teoría ondulatoria era ya universalmente aceptada y
un experimento le dio el triunfo definitivo: FOULAULT
midió en su laboratorio la velocidad de la luz en el agua es 3/4 de su velocidad en el aire.
En 1887 HERTZ descubrió la existencia de un
campo electromagnético,como había predicho MAXWELL
.en este mismo año MICHELSON
MORLEY
descubrieron que la tierra no se desplazaba respecto al ETER; por lo que no
debería existir.
En 1893 hertz midió la velocidad
de propagación de un campo electromagnético y resulto ser la misma que la de la
luz.
MEDIDAS SOBRE LA TIERRA.
Galileo (1564-1642) dudo que la
velocidad de ala luz fuera infinita y descubrió un experimento dos personas
toman una lámpara con rejillas y se colocan en la cima de dos montañas
diferentes. Uno abre la rejilla de su lámpara y el otro debía abrir la suya tan
pronto como viera la luz de la lámpara del primero.
ARMAND FIZEAU(1818-1868) en 1849
uso un haz de luz reflejado en un espejo a 8 km de distancia. El haz pasa
atreves de una rueda dentada cuya velocidad se incrementa hasta que el haz de
retorno ha pasado completo el hueco siguiente el valor obtenido es 315000km/seg usando espejos en rotación, LEON
FOUCAULT (1859-1865) en 1850 obtuvo un valor de 298000 km/seg
EXPERIMENTO DE YOUNG
El experimento de Young,
también denominado experimento
de la doble rendija, fue
realizado en 1801 por Thomas Young, en un intento de discernir sobre la naturaleza corpuscular u
ondulatoria de la luz. Young comprobó un patrón de interferencias en la luz procedente de una fuente lejana al difractarse en el paso por dos rejillas, resultado que contribuyó a la teoría de
la naturaleza ondulatoria de la luz.
Posteriormente,
la experiencia ha sido considerada fundamental a la hora de demostrar la dualidad
onda corpúsculo, una
característica de la mecánica
cuántica. El
experimento también puede realizarse con electrones, protones o neutrones, produciendo patrones de interferencia similares a los obtenidos
cuando se realiza con luz, mostrando, por tanto, el comportamiento dual
onda-corpúsculo de la materia.
TEORIA ONDULATORI DE LA LUZ
Propugnada por Christian Huygens en el año 1678, describe y explica lo que hoy se considera como leyes de reflexión y refracción. Define a la luz como un movimiento ondulatorio semejante al que se produce con el sonido. Ahora, como los físicos de la época consideraban que todas las ondas requerían de algún medio que las transportaran en el vacío, para las ondas lumínicas se postula como medio a una materia insustancial e invisible a la cual se le llamó éter (cuestión que es tratada con mayores detalles en la separata 4.03 de este mismo capítulo). Justamente la presencia del éter fue el principal medio cuestionador de la teoría ondulatoria. En ello, es necesario equiparar las vibraciones luminosas con las elásticas transversales de los sólidos sin que se transmitan, por lo tanto, vibraciones longitudinales. Aquí es donde se presenta la mayor contradicción en cuanto a la presencia del éter como medio de transporte de ondas, ya que se requeriría que éste reuniera alguna característica sólida pero que a su vez no opusiera resistencia al libre tránsito de los cuerpos sólidos. (Las ondas transversales sólo se propagan a través de medios sólidos.)
PROPAGACIÓN DE LA LUZ
Una de las propiedades de la luz más evidentes a simple vista es que se
propaga en línea recta. Lo podemos ver, por ejemplo, en la
propagación de un rayo de luz a través de ambientes polvorientos o de
atmósferas saturadas. La óptica
geométrica
parte de esta premisa para predecir la posición de la luz, en un determinado
momento, a lo largo de su transmisión.
De la propagación de la luz y su encuentro con objetos surgen las sombras. Si interponemos un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación
una pantalla, obtendremos sobre ella la sombra del cuerpo. Si el origen de la
luz o foco se encuentra lejos del cuerpo, de tal
forma que, relativamente, sea más pequeño que el cuerpo, se producirá una
sombra definida. Si se acerca el foco al cuerpo surgirá una sombra en la que se
distinguen una región más clara penumbra y otra más oscura denominada umbra.
Sin embargo, la luz no siempre se propaga en línea recta. Cuando la luz
atraviesa un obstáculo puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva
ligeramente. Este fenómeno, denominado difracción, es el responsable de que al mirar a
través de un agujero muy pequeño todo se vea distorsionado o de que los
telescopios y microscopios tengan un número de aumentos máximo
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