Refracción Y Difracción De La Luz

La luz tiene una naturaleza dual: actúa como una partícula mientras que otros actúan como una onda

La Naturaleza de la Luz

La luz se modela como una corriente de partículas emitidas por una fuente que estimula el sentido de la vista al entrar al ojo. El arquitecto jefe de la teoría corpuscular de la luz de Newton. Esta teoría proporciono explicaciones simples de algunos hechos experimentales conocidos concernientes a la naturaleza e la luz, las leyes de reflexión y refracción..

La mayoría de los científicos aceptaron la teoría corpuscular de la luz de Newton. Sin embargo se propuso otra teoría por Christian Huygens, demostrando que una teoría ondulatoria de la luz también podía explicar las leyes de reflexión y refracción.

Primero todas las ondas conocidas viajaban por alguna especie de medio, pero la luz proveniente del Sol podría viajar a la Tierra a través de espacio vació. Se argumento que si la luz fuese alguna forma de onda se doblaría alrededor de los obstáculos, o sea que se podría ver a la vuelta de las esquinas. Ahora se dio a conocer el termino de difracción, o el fenómeno en el cual se sabe que la luz se dobla alrededor de los bordes de los objetos.

Francesco Grimaldi descubrió la evidencia experimental de la difracción de la luz, la mayoría de los científicos rechazaron la teoría ondulatoria prefiriendo la teoría corpuscular de newton, debido a su gran reputación.

La primera demostración clara de la naturaleza ondulatoria de la luz la proporciono Thomas Young, quien demostró que la luz muestra comportamiento de interferencia. Las ondas de luz emitidas por una sola fuente y que viajan a lo largo de dos trayectorias diferentes pueden llegar a algún punto y combinarse y cancelarse mutuamente mediante interferencia destructiva.

El desarrollo mas importate en la teoría de la luz fue el trabajo de Maxwell, quien predijo que la luz era un forma de onda electromagnética de alta frecuencia con una rapidez de 3x108 m/s.

El experimento mas impresionante fue el efecto fotoeléctrico por Hertz. El descubrió que las superficies metálicas limpias emiten cargas cuando se exponen a luz ultravioleta.

En 1905, Einstein publicó un ensayo que formuló la teoría de los cuantos de luz y explico el efecto fotoeléctrico. Llego a la conclusión de que la luz esta compuesta de corpúsculos o cuantos de energía discontinuos. Estos corpúsculos o cuantos ahora se llaman fotones para enfatizar su naturaleza parecida a partícula. Según Einstein, la energía de un fotón es proporcional a la frecuencia de la onda electromagnética asociada con ella

E = hf

h= 6.63 x10-34 Jxs es la constante de Planck. Esta teoría conserva algunas características de la teoría ondulatoria y corpuscular de la luz. El efecto fotoeléctrico es resultado de la transferencia de energía de un solo fotón a un electrón en el metal. El electrón interactúa con un fotón tiene características parecidas a una onda, implicando el hecho de que se una frecuencia en su definición.

La luz se debe considerar como poseedora de una naturaleza. En algunos experimentos la luz actúa como una onda y en otros actúa como partícula. La luz tiene algunas propiedades físicas, algunas asociadas con ondas y otras con partículas.

Reflexión y Refracción

Cuando la luz que viaja en un medio encuentra una frontera que conduce hacia un segundo medio, puede ocurrir procesos de reflexión y refracción. En la refracción parte de la luz que encuentra el segundo medio rebota de dicho medio, en la refracción, la luz que pasa hacia el segundo medio se desvía en un ángulo con respecto a la normal a la frontera. A menudo ambos procesos ocurren al mismo tiempo.

La aproximación de rayos en óptica geométrica

Una importante propiedad de la luz es que la luz viaja en una trayectoria en línea recta en un medio homogéneo, hasta que encuentra una frontera entre dos materiales diferentes. Cuando la luz golpea una frontera, se refleja de dicha frontera, pasa hacia el material en el otro lado de la frontera o hace ambas cosas parcialmente.

Lo anterior dicho se le dice aproximación de rayos para representar haces de luz. Un rayo de luz es una línea imaginaria dibujada a lo largo de la dirección de viaje del haz de luz. Otro termino seria el frente de onda es una superficie que pasa a través de los puntos de una onda que tiene la misma fase y amplitud. Cuando los rayos de luz viajan en trayectoria paralelas, los frentes de onda son planos perpendiculares a los rayos.

Reflexión de la luz

Cuando un rayo de luz cuaja en un medo transparente encuentra una frontera que conduce hacia un segundo medio, parte del rayo indecente se refleja de regreso hacia el primero. La reflexión de la luz desde tal superficie lisa se llama reflexión especular. Si la superficie reflejante es rugosa la superficie refleja

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