TE INVITO A QUE INICIES CON TODO JUICIO EN ESTE TERCER PERÍODO EL MÁGICO MUNDO DE LA LUZ, SUS PROPIEDADES Y APLICACIONES

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1 INSTITUCION EDUCATIVA LA PRESENTACION NOMBRE ALUMNA: AREA : CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL ASIGNATURA: FÍSICA DOCENTE: JOSÉ IGNACIO DE JESÚS FRANCO RESTREPO TIPO DE GUIA: CONCEPTUAL - EJERCITACION PERIODO GRADO N FECHA DURACION Julio 31 de UNIDADES INDICADORES DE DESEMPEÑO Analiza e interpreta conceptos y situaciones relativos a la luz para aplicar sus propiedades ondulatorias. Valora las actividades y consultas propuestas en las guías. TE INVITO A QUE INICIES CON TODO JUICIO EN ESTE TERCER PERÍODO EL MÁGICO MUNDO DE LA LUZ, SUS PROPIEDADES Y APLICACIONES LLAS ONDAS ELLECTTROMAGNÉTTIICAS:: LLA LLUZ Vamos rapidito donde Katherine Romero para empezar con todo ánimo el estudio de esta guía En el período anterior estudiaste una de las ondas mecánicas más importantes en nuestra vida como es el sonido. Entras ahora a estudiar y analizar la onda electromagnética quizá más importante como lo es la luz. Ésta se constituye en uno de los fenómenos físicos que más ha interesado a los científicos a lo largo de la historia y que ha despertado el planteamiento de muchos interrogantes de los cuales no hay una respuesta que podamos considerar definitiva, aun cuando hay modelos que intentan darles respuesta. Así Newton por ejemplo consiguió, en el siglo XVII, descomponer la luz blanca en los colores que forman el arco iris. Einstein expuso, en 1905, el efecto fotoeléctrico, que explicaba cómo se arrancan electrones de la superficie de un metal cuando incide luz sobre ella. Es así como en la presente guía consideraremos algunos interrogantes sobre la naturaleza de la luz que por mucho tiempo han sido planteados y de los cuales no hay una respuesta que podamos considerar definitiva, aun cuando hay modelos que intentan darles respuesta. Algunos interrogantes sobre la naturaleza de la luz son: A través de qué medio viaja la luz?. Puede propagarse la luz en el vacío?. Con qué velocidad viaja la luz?. Es la luz una onda o un flujo de partículas?. Puede la luz doblar esquinas?. Y yo agregaría: Por qué para peinarte o para maquillarte lo tienes que hacer en un espejo y no en una lente por ejemplo?. A todos estos interrogantes les podrás tratar de dar respuesta a medida que vayas avanzando en el estudio de los temas del tercer período con el fascinante y misterioso mundo de la luz. 1

2 La Luz es energía transportada por una onda electromagnética (se puede propagar en el vacío) generada por cargas eléctricas que vibran. La rama de la física encargada de estudiar la luz y su interacción con los cuerpos materiales recibe el nombre de óptica. La luz además de ser una onda electromagnética también es una onda transversal y por esto se puede polarizar. VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LA LUZ La luz se propaga en línea recta y avanza tan rápido que, a primera vista, pareciera que su propagación de un punto a otro fuera instantánea. Este hecho nos explica por qué los antiguos griegos consideraban que la velocidad de la luz era infinita. Sin embargo, la pregunta con qué velocidad viaja la luz? Se siguió formulando hasta principios del siglo XX. En la actualidad se sabe que la velocidad de la luz en el vacío es una constante universal. La velocidad de la luz es tan grande, tan difícil de imaginar, que si un rayo de luz diera vueltas alrededor de la tierra, podría completar 7.5 vueltas por segundo aproximadamente. Se ha determinado que la velocidad de la luz en el vacío es aproximadamente de km/s, es decir, en un segundo la luz recorre una distancia de km. Observa que la velocidad de la luz es muy grande comparada con la velocidad del sonido (tan sólo de 340 m/s). Por esto cuando cae un rayo tú observas primero la luz del relámpago y luego escuchas el sonido del trueno. NO LO OLVIDES: C = km/s, donde C es la velocidad de la luz y que como es una onda se propaga con velocidad constante. ACTIVIDADES 1. MIDO MI CAPACIDAD PARA CONSULTAR, LEER, ANALIZAR, APRENDER Y PROFUNDIZAR MÁS. Del texto física 2 de Ed. Norma que encuentro en el bibliobanco, con otra compañera debo desarrollar los siguientes planteamientos: a. De las páginas 82, 116 y 117 voy a leer, discutir, describir y explicar las teorías ondulatoria y corpuscular acerca de la naturaleza de la luz. Quiénes fueron los defensores de cada una de estas teorías?. Qué fenómenos ondulatorios se explican a partir de cada una de ellas?. b. De la pág. 83 del mismo texto consulto lo que es la reflexión de la luz; y de la pág. 84 consulto claramente: Reflexión especular y reflexión difusa y hago la figura de cada una de ellas 2

3 NOTAS Y CONCLUSIONES IMPORTANTÍSIMAS: Actualmente los científicos aceptan la Dualidad de la luz, es decir, la luz en parte se comporta como una partícula (teoría corpuscular de Newton) y en parte como una onda (teoría ondulatoria de Huygens). Por medio de la teoría corpuscular se pueden explicar la reflexión y la refracción de la luz, y por la teoría ondulatoria se pueden explicar la difracción y la interferencia de la luz. 2. LEO, ME ENTERO DE OTROS CONCEPTOS Y APRENDO MÁS. RREEFFLLEEXXI IIÓNN DDEE LLAA LLUUZZ Recuerda pues que la reflexión es el cambio de dirección que experimenta la onda que llega o incide cuando choca con un obstáculo. Este cambio de dirección se produce en el mismo medio. Como la onda incidente (transmitida) y la onda reflejada están en el mismo medio, sus velocidades son iguales. EESSPPEEJJOSS YY FFORRMAACCI IIÓNN DDEE IIMÁÁGEENNEESS I Los espejos son superficies reflectoras de luz y que se utilizan para formar imágenes. Las imágenes se forman debido a los rayos de luz que son reflejados por el espejo; estas imágenes pueden ser reales o virtuales. - Imagen real: Cuando la imagen se forma donde se interceptan directamente los rayos reflejados. La imagen real se forma al mismo lado del campo del espejo, es decir, al mismo lado donde está ubicado el objeto. Las imágenes reales siempre son invertidas (al revés) - Imagen virtual: Cuando la imagen se forma donde se interceptan las prolongaciones de los rayos reflejados. La imagen virtual se forma al otro lado del campo del espejo, es decir, al otro lado de donde está ubicado el objeto. Las imágenes virtuales siempre son derechas. Los espejos pueden ser planos o esféricos. Formación de imágenes en un espejo plano: Los espejos planos son aquellos cuya superficie es plana, así como el espejo que utilizas en tu casa para organizarte todos los días para salir alegremente a tu colegio. Para que tú te puedas ver completa en un espejo plano este debe tener una altura mínima igual a la mitad de tu tamaño. Los espejos planos siempre producen imágenes virtuales (derechas) y de igual tamaño que el objeto (su aumento es 1: A = 1). Debes además tener muy en cuenta los cinco parámetros siguientes tanto para los espejos planos como para los espejos esféricos: - Distancia del objeto al espejo: Se puede representar con la letra p o con d o. - Distancia de la imagen al espejo: Se puede representar con la letra q o con d i. - Tamaño del objeto: Es su altura. Se puede representar con la letra T o o H o. - Tamaño de la imagen: Es su altura. Se puede representar con la letra T i o H i. - Aumento: Indica si la imagen formada es mayor, igual o menor que el tamaño del objeto. Se representa con la letra A. Si A > 1 significa que la imagen es de mayor tamaño que el objeto, si A < 1 la imagen es menor que el objeto y si A = 1 la imagen es del mismo tamaño que el objeto. Matemáticamente el aumento se calcula así: 3

4 A d d i o Ti T o En los espejos planos siempre se cumple que A = 1, por tanto: d i = d o y T i = T o. Combinación de espejos planos (espejos angulares): Cuando se coloca un objeto entre dos espejos planos, el número de imágenes (n) que se forma viene dado por la expresión: x n 360 x, donde x es el ángulo que forman los dos espejos planos. APLICACIÓN: 1. Dos espejos planos forman entre sí un ángulo de 90º. Cuántas imágenes se forman?. 2. Para que el número de imágenes que se observan por la combinación de dos espejos planos sea 5. Qué ángulo deben formar dichos espejos? Espejos esféricos: Los espejos esféricos son aquellos cuya superficie es curva (un casquete esférico). esféricos se dividen en dos: Cóncavos y convexos. Los espejos - Espejo cóncavo: Cuando la superficie reflectora de la luz es la parte cóncava, es decir la parte interna del casquete esférico. - Espejo convexo: Cuando la superficie reflectora de la luz es la parte externa del casquete esférico. Cóncavo PARTES DE UN ESPEJO ESFÉRICO Convexo En los espejos esféricos se deben distinguir las siguientes partes o elementos: Campo del espejo: Es el conjunto de puntos por los cuales pueden pasar los rayos luminosos que inciden en la superficie reflectora. Centro de curvatura: Es el punto del espacio equidistante de todos los puntos del espejo, es decir, el centro de la esfera al cual pertenece el casquete esférico. Se denota con la letra C. Vértice del espejo: Es el punto medio del espejo. Se denota con la letra V. Radio de curvatura: Es la distancia del centro de curvatura al espejo (al vértice). Se denota con la letra r. Eje principal eje focal: Recta que pasa por el centro de curvatura y por el vértice del espejo. Plano focal: Plano perpendicular al eje principal situado a una distancia r/2 del espejo y que pasa por el foco. Foco: Punto de intersección del plano focal y el eje principal. En otras palabras es el punto medio del segmento que une el centro y el vértice. Se denota con la letra F. 4

5 Distancia Focal: Es la distancia que hay desde el foco al vértice del espejo y que es la misma que hay del foco al centro de curvatura. Se denota con la letra f. Ten muy en cuenta que: f = r / 2 Buuuuh! Mamá, mamá... hay un fantasma en el Espejo! NOTAS DEMASIADOS IMPORTANTES: 1. Cuando una imagen es invertida se dice que es real y en este caso el espejo que se utilizó fue un espejo esférico cóncavo, es decir, el único espejo que produce imágenes reales es el cóncavo. 2. Las imágenes reales pueden ser menores, iguales ó mayores que el objeto y esto depende de la distancia donde se ubica el objeto frente al espejo. En la próxima guía estudiaremos esto. 3. Cuando una imagen es derecha se dice que es virtual. Tanto el espejo plano como los esféricos (cóncavos y convexos) pueden formar imágenes virtuales, así: a. Si la imagen es virtual (derecha) y menor que el objeto (A < 1), el espejo es esférico convexo. b. Si la imagen es virtual (derecha) y de igual tamaño que el objeto (A = 1), el espejo es plano. c. Si la imagen es virtual (derecha) y mayor que el objeto (A > 1), el espejo es esférico cóncavo. En la próxima guía estudiaremos la forma gráfica y analítica de obtener las imágenes en los espejos esféricos. Dos espejos se colocan sobre una mesa formando un ángulo de 90º, como ilustra la figura. Un rayo luminoso incide sobre el espejo 1 formando el ángulo indicado de 30º. El ángulo que forma el rayo emergente con el espejo 2, vale: A. 15º B. 30º C. 45º D. 60º. Espejo 2 Espejo 1 30º El hombre inteligente no es el que tiene muchas ideas, sino el que sabe sacar provecho de las pocas que tiene 5