TEMA 4: OPTICA. Cómo puede un buceador estimar la profundidad a la que se encuentra?

Transcripción

1 Cómo puede un buceador estimar la profundidad a la que se encuentra? Física

2 A qué distancia podemos distinguir los ojos de un gato montés?

3 Soy daltónico?

4 La luz: naturaleza dual ONDA: se manifiesta en fenómenos de propagación Figura Tipler 5ª Ed. Física

5 La luz: naturaleza dual CORPUSCULO: en fenómenos de interacción con la materia Efecto fotoeléctrico Efecto Compton Otros Física

6 La luz como ONDA: característica principal su frecuencia LUZ: intervalo pequeño del espectro electromagnético LUZ VISIBLE Min 10 0 Hz Max Hz

7 Optica: parte de la Física que se encarga de estudiar la propagación de ondas pertenecientes a un pequeño intervalo de ese espectro electromagnético. En concreto: Hz a Hz Espectro visible: intervalo que puede ver el ojo humano Max Hz Min 10 0 Hz

8 Onda armónica: t x y = Asin 2π ( ) T λ y y t x T λ T: periodo de repetición temporal λ: periodo de repetición espacial PERTURBACION (ELECTROMAGNÉTICA) QUE SE DESPLAZA! Física

9 Velocidad de una onda: v = Frecuencia: T λ f = 1 T Velocidad de la luz en el vacío (VALOR MAXIMO): c = m/ s 3 10 m/ s 8 8 λ c = = λ f λ: longitud de onda en el vacío T v c Velocidad en un medio: INDICE DE REFRACCIÓN: c n = n 1 v

10 Índice de refracción: c n = n 1 v Material n Aire Agua = 4/3 Vidrio crown 1.5 Vidrio flint 1.7 Diamante 2.417

11 Al penetrar la luz en un medio transparente su velocidad y su longitud de onda cambian: vacío: medio: c = λ f v = λ' f n = v c = λ λ' λ ' = λ n n 1 como entonces λ' λ longitud de onda(medio) longitud de onda(vacío)

12 Longitudes de onda del espectro visible: Color λ (nm) f (Hz) Ultravioleta < 400 > Violeta Azul Verde Amarillo Naranja Rojo infra-rojo > 700 < Dentro de un medio material λ disminuye! Física

13 Fronteras de separación entre medios: parte de la luz se refleja parte se transmite el resto se absorbe Análisis de estos fenómenos: mediante rayos Rayos: dirección de propagación de la energía de una onda OPTICA GEOMETRICA: parte de la Física que estudia los cambios de dirección que experimentan los rayos de luz Física

14 Leyes de la reflexión: Los rayos incidente, reflejado y la normal a la superficie están en el mismo plano El ángulo entre el rayo reflejado y la normal es igual al ángulo entre el rayo incidente y la normal θ 1 = θ 1 ' Figura Tipler 5ª Ed.

15 Leyes de la refracción: Los rayos incidente, refractado y la normal a la superficie están en el mismo plano. El ángulo entre el rayo incidente y la normal y el ángulo entre el rayo refractado y la normal guardan la siguiente relación n = 1 senθ1 n2 senθ 2 Ley de Snell Figura Tipler 5ª Ed. Física

16 Leyes de la refracción: Figura Tipler 5ª Ed. θ 1 θ 2 Cuando n 1 < n 2 el rayo refractado se acerca a la normal Cuando n 1 > n 2 el rayo refractado se aleja a la normal θ 1 > θ 2 θ 1 < θ 2

17 Leyes de la refracción: Cuando n 1 > n 2 : Si θ 1 aumenta lo hace hasta θ cr a partir del cual REFLEXION TOTAL Figura Tipler 5ª Ed.

18 Leyes de la refracción: Cuando n 1 > n 2 : Si θ 1 < θ cr refracción Si θ 1 > θ cr reflexion TOTAL senθ cr = n n 2 1 Figura Tipler 5ª Ed.