Óptica Física

Óptica Física.

¿Qué es?

La óptica física es 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: interferencia, Difracción y polarización, así como el color.

Interferencia:

Se observa en el caso de las ondas o pulsaciones moviéndose en cuerda o en caso de las ondas en la superficie del agua, diferenciándose de las ondas electromagnéticas ya que este fenómeno es muy corto.

Difracción:

Es el resultado de la habilidad que tienen las ondas de curvearse cuando se encuentra un obstáculo en su camino de propagación, observándose en las ondas de sonido o del agua y aumentan cuando el tamaño del obstáculo es comparable en dimensión de la longitud de la onda.

Polarización:

Es la propiedad por la cual uno o más de los múltiples planos en que vibran las ondas de luz se filtra impidiendo su paso. Esto produce efectos como eliminación de brillos.

Color:

Luz blanca (espectro visible) compuesta por los colores del arcoíris; que están ordenados desde el violeta (menor longitud de onda, mayor frecuencia) hasta el rojo (menor frecuencia y mayor longitud de onda).

Dando fenómeno a la descomposición de luz de un prisma o una arcoíris. Ya qe se ven de distintos colores debido a que absorben solo unos colores y refleja el resto

Propiedades electromagnéticas de Luz

La luz al igual que cualquier otra onda, puede ser caracterizada en términos de su:

1.-longitud de onda (distancia sucesiva entre dos ondas)

2.-frecuencia (número de ondas por espacio de tiempo)

3.-amplitud de onda (diferencia entre los picos máximos y mínimos)

Efecto Doppler

Cuando la fuente de ondas y el observador están en movimiento relativo con respecto al medio material en el cual la onda se propaga, la frecuencia de las ondas observadas es diferente de la frecuencia de las ondas emitidas por la fuente. Este fenómeno recibe el nombre de efecto Doppler en honor a su descubridor.

En primer lugar, vamos a observar el fenómeno, y después obtendremos la fórmula que relaciona la frecuencia de las ondas observadas con la frecuencia de las ondas emitidas, la velocidad de propagación de las ondas vs, la velocidad del emisor vE y la velocidad del observador vO.

Consideraremos que el emisor produce ondas de forma continua, pero solamente representaremos los sucesivos frentes de ondas, circunferencias centradas en el emisor, separados por un periodo, de un modo semejante a lo que se puede observar en la experiencia en el laboratorio con la cubeta de ondas. En la simulación más abajo, fijaremos la velocidad de propagación del sonido en una unidad vs=1, y el periodo de las ondas sea también la unidad, P=1, de modo que los sucesivos frentes de onda se desplazan una unidad de longitud en el tiempo de un periodo, es decir, la longitud de las ondas emitidas es una unidad, l =vsP.

El observador en reposo

Empezamos por el caso más sencillo, en el que el observador está en reposo, a la izquierda o a la derecha del emisor de ondas. Vamos a estudiar diversas situaciones dependiendo de la velocidad del emisor.

Recordaremos que en el estudio de las del movimiento ondulatorio armónico, se estableció la relación entre longitud de onda y periodo, l =vsP.

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