miércoles, 25 de abril de 2012

Rayos Principales y Formación de Imágenes en Espejos Curvos

En el caso de los espejos curvos los rayos que se reflejan no serán en el mismo ángulo a los rayos de incidencia. En los espejos curvos la recta es perpendicular a la tangente que pasa por cada punto de la curvatura.

° Los Espejos Cóncavos o Convergentes pueden producir lo que conocemos como Foco(F) (concentración de la luz en un sólo punto), la luz converge en este foco. 


° En los Espejos Convexos o Divergentes los rayos no convergen en un mismo punto si no que se alejan unos de otros, de ahí el nombre divergentes. Si se prolongan los rayos reflejados por el espejo notaremos que se juntan detrás de él a esto se le llama Foco Virtual.



Imágenes en Espejos Planos Angulares

Formación de Imágenes en Espejos Planos


Una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en la superficie del espejo es la Formación de Imágenes en Espejos Planos.
La óptica geométrica supone que los rayos luminosos cambian de dirección al llegar al espejo.
                                                      
Si un punto X que emite o refleja luz, esta frente a un espejo, el punto simétrico respecto al espejo es el punto X’
Desde ese punto salen infinitos rayos que se reflejan en el espejo (cumpliendo las Leyes de Reflexión) y divergen.
El ojo capta dichos rayos con la ayuda de su córnea y los lentes, haciéndolos converger en la retina. Al cerebro, al interpretarlos, parece que le llegan todos desde un punto X’ situado detrás del espejo.

Los rayos siguen, desde el objeto hasta el ojo el camino más corto, por  lo que emplean un tiempo mínimo. De la misma manera construimos imágenes de los demás puntos de un objeto material.

 

El ojo ve ese conjunto de puntos detrás del espejo y simétricos con el objeto: esa es su imagen.



Reflexión de la Luz y sus Leyes


Reflexión de La Luz

Es el cambio de dirección que sufre la luz al chocar con otro cuerpo.  Los Rayos luminosos, al chocar con una superficie como la del espejo, se reflejan y vuelven en una dirección distinta a la que llevaban.  La luz reflejada sigue propagándose por el mismo medio que la incidente
También posibilita que  veamos los objetos que no tienen luz propia.

En la reflexión, el rayo que llegó a una superficie se le denomina ‘’Incidente’’. Y el rayo que rebota (después de reflejarse) es el ‘’Reflejado’’.

Cuando se traza una recta perpendicular a la superficie, se denomina  Normal, y el rayo incidente forma un ángulo con esa recta llamado ‘’Ángulo de Incidencia’’.




Existen dos tipos de reflexiones:

a)     EspecularLa Superficie (donde se refleja la luz) es lisa y los rayos que se reflejan salen en igual dirección: Un ejemplo son los espejos planos.  

b)     Difusa:  La Superficie es rugosa, por lo que los rayos se reflejan en todas direcciones. No se consigue generar imágenes, pero nos permite ver los cuerpos opacos desde cualquier ángulo.





Leyes de la Reflexión

Cuando un rayo choca con una superficie pulida, lisa y plana y luego rebota hacia el mismo medio es por se cumplen las ‘’Leyes de La Reflexión’’,  que dicen:

1: El ángulo de incidencia (formado por el rayo incidente y la recta normal) es igual al ángulo de reflexión (formado por el rayo de reflexión la normal)

2: El rayo incidente, el rayo reflejado y la recta normal se encuentran en un mismo plano. 


















Tipos de Espejos


Que es un espejo?
Es un cuerpo opaco, liso y de superficie pulida. En los que al incidir la luz, esta se refleja.

Existen dos tipos de espejos:

                                Espejos Planos

Son  planos, con superficie ideal, pulida y lisa, y pueden reflejar la luz que les llega con la capacidad reflectora  de la intensidad de la luz incidente de un 95%, y a veces más.

La imagen que reflejan estos espejos, es virtual, simétrica, con la misma forma y tamaño del objeto y derecha, con la misma orientación del objeto.  
Estos espejos son los más utilizados y generalmente están formados por un vidrio con una sustancia llamada Nitrato de Plata.
Espejos
Ejemplo de espejo plano


                            Espejos Esféricos o Curvos

El objeto se refleja con una forma y tamaño distintos. Tienen forma esférica y la mayoría similar a un casquete, por lo que se refleja de una forma distinta al espejo plano. 
Se pueden clasificar en dos:

a)     Cóncavos:  Su superficie es en forma de paraboloide y su parte plateada (pulimentada) es la interior del casquete. Si nos miramos en él, veremos nuestra imagen pequeña y hacia abajo, pero al aproximarnos mucho, la imagen aparece ampliada y hacia arriba

Los Espejos Cóncavos, pueden concentrar la luz en un Foco, haciendo que la luz converja por éste. 

Un ejemplo puede ser la parte interior de la cuchara o espejos ampliadores.
Espejo Cóncavo


b)     Convexos:  También son esféricos, pero su parte reflexiva esta al exterior. Producen imágenes más pequeñas que el objeto que reflejan, y siempre hacia arriba. La parte plateada (pulimentada) es la  exterior del casquete
Un ejemplo de estos espejos, son los retrovisores de los autos o la parte exterior de una cuchara.

En los Espejos Convexos, los rayos no convergen en un Foco, si no que se alejan unos de otros. 

Espejo Convexo




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A la izquierda se puede ver un espejo esférico cóncavo y
a la derecha uno convexo

Clasificaciones de imágenes

Origen de la luz


La luz se forma cuando en un átomo, los electrones pasan de un nivel superior, a uno inferior. 

Esto ocurre porque para poder bajar de nivel el electrón necesita liberar energía, en forma de radiación. 

emisión de luz

















Cada elemento químico emite un color distinto, debido a su longitud de onda. La luz blanca es la suma de todas las ondas comprendidas en las longitudes de onda



luz blanca

Velocidad de la luz


Tiempo atrás, se pensaba que la velocidad de la luz era instantánea. Hasta que Galileo realizó un experimento, que consistía en poner dos fuentes de luz (linternas), en dos colinas que estuvieran a un kilómetro de distancia. 

Cuando la primera linterna se encendiera, la otra se encendería. Y el tiempo que tardara el primero en ver la segunda linterna, sería el tiempo que demoraría la luz en recorrer ida y vuelta. Pero la velocidad de la luz era tan alta que, que simplemente no se podía dar un valor razonable a esta.

Hoy sabemos que en el vacío, la velocidad de la luz es de 299.792,458 km/s  que suele aproximarse a 300.000 km/s. Se simboliza con la letra c. Y en otros medios su velocidad varía según las características del medio.

Fuentes Luminosas


Se llama fuente luminosa a los objetos que emiten luz. Se clasifican en:

a) Naturales: Se encuentran en la naturaleza y producen su propia luz. (El sol, el fuego, etc.)

 
El sol es una fuente luminosa natural

b) Artificiales: Fabricadas por las personas. (Bombilla, velas, etc.)

El sol es una fuente luminoza artificial


Reseña Histórica de controversia acerca de su naturaleza.


Los Griegos observaron algunos fenómenos de la luz, como la refracción, la reflexión y la propagación en línea recta.
Además Griegos y Árabes proponían que “algo” emitido por el ojo chocaba contra los objetos producía la visión.
Luego se dijo que la luz provenía de los objetos, y que esta luz, al llegar al ojo, hacía que lo pudiéramos ver.
Ninguna de estas teorías estaba en lo cierto.


Teoría Corpuscular:                                           
''La luz está compuesta por partículas luminosas, las cuales son emitidas por cuerpos luminosos y que al llegar a nuestros ojos hacen que esta se pueda ver''.

Newton Aclara los siguientes hechos:
Cuando un objeto se interpone al paso de la luz, los corpúsculos no pueden atravesar el objeto y se producen las sombras.

Cuando hay un rebote de la luz, es debido al rebote de los corpúsculos sobre una superficie.
Esta teoría fue aceptada en el siglo XVIII.

(Sombra)




Teoría ondulatoria:   
Propuesta por Christian Huygens. Huygens supuso que todo objeto luminoso produce perturbaciones en el éter, las cuales dan lugar a ondulaciones regulares que se propagan a su través en todas las direcciones del espacio en forma de ondas esféricas.
Dice que la luz es una onda. Esta afirmación se basa en: 
La masa del cuerpo que emite la luz no cambia.
La refracción se produce en las ondas.
La propagación rectilínea y la reflexión se explican ondulatoriamente.

Posteriormente, en el siglo XIX se habla de la luz como onda.En el siglo XX decimos que la luz puede comportarse como onda o partícula.