fenómenos opticos

                                                              

                                                              FENÓMENOS ÓPTICOS

son todos aquellos que tiene ver con los rayos de luz.supongamos que un rayo de luz procedente del sol que se propagan en linea recta, pero por el cambio que lleva,se encuentra con una serie de obstáculos , que provocaran en el ciertos cambios que dan lugar a los fenómenos ópticos.

son fenómenos ópticos la reflexión de la luz, la refracción de la luz, la dispersión, la difracción y la difusión de la luz.

REFRACCIÓN DE LA LUZ

Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de la separación de dos medios y si estos tienen indices de refracción distintos. la refracción se origina  en el cambio de velocidad que experimenta la onda. También se puede decir que es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.

refracción de la luz

ejemplo de refracción  y reflexión de la luz

solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen indices de refracción distintos. la refracción se origina en el cambio de la velocidad de propagación de las ondas.

un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso de agua: el lápiz perece quebrado.

efecto óptico

También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción.


Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

                                 

                                         combinación de la capas de aire con los espejismos





Estos cambios se producen cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviación en la dirección de propagación se explica por medio de la ley de snell.


Esta ley, así como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencia del principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido óptico de menor tiempo.

Indice de refracción



Es la relación entre la velocidad de propagación de la onda en un medio de referencia (por ejemplo el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio del que se trate.

Por otro lado, la velocidad de la penetración de la luz en un medio distinto del vacío está en relación con la longitud de la onda y, cuando un haz de luz blanca pasa de un medio a otro, cada color sufre una ligera desviación.



Dispersión de la Luz
Este fenómeno es conocido como dispersión de la luz. Por ejemplo, al llegar a un medio más denso, las ondas más cortas pierden velocidad sobre las largas (ej: cuando la luz blanca atraviesa un prisma). Las longitudes de onda corta son hasta 4 veces más dispersadas que las largas lo cual explica que el cielo se vea azulado, ya que para esa gama de colores el índice de refracción es mayor y se dispersa más.

                                            Explicación del efecto de dispersión en el prisma

Cuando un haz de luz blanca procedente del sol atraviesa un prisma de cristal, las distintas radiaciones monocromáticas son tanto más desviadas por la refracción cuanto menor es su longitud de onda. De esta manera, los rayos rojos son menos desviados que los violáceos y el haz primitivo de luz blanca, así ensanchado por el prisma, se convierte en un espectro electromagnético en el cual las radiaciones coloreadas se hallan expuestas sin solución de continuidad, en el orden de su longitud de onda, que es el de los siete colores ya propuestos por Isaac Newton: violeta, índigo, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo (Así como, en ambos extremos del espectro, el ultravioleta y el infrarrojo, que no son directamente visibles por el ojo humano, pero que impresionan las placas fotográficas.






Dispersión y refracción


Para comprender esta componente hay que recordar que la potencia de un modo se propaga parcialmente por el núcleo y parcialmente por el revestimiento. El índice efectivo de un modo se sitúa entre el indice de refracción del nucleo y del revestimiento, acercándose más a uno u otro dependiendo de cuál sea el porcentaje de la potencia que se propaga por ellos (si la mayor parte de la potencia está contenida en el núcleo, el índice efectivo estará más cerca del índice de refracción del núcleo). Como la distribución de la potencia de un modo entre el núcleo y el revestimiento depende de la longitud de onda, si la longitud de onda cambia, la distribución de potencia también cambia, provocando un cambio en el índice efectivo o constante de propagación del modo.

En la refracción se cumplen las leyes deducidas por Huygens que rigen todo el movimiento ondulatorio:

El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano.
Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, entendiendo por tales los que forman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con la perpendicular (llamada Normal) a la superficie de separación trazada en el punto de incidencia.


Reflexión de la luz


La reflexión es el cambio de dirección de una onda magnética, que al estar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua. La luz es una forma de energía. Gracias a ello puedes ver tu imagen reflejada en un espejo, en la superficie del agua o un piso muy brillante. Esto se debe a un fenómeno llamado reflexión de la luz. La reflexión ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan en ella, se desvían y regresan al medio que salieron formando un ángulo igual al de la luz incidente, muy distinta a la refracción.

Algunos ejemplos de fenómenos de reflexión

Fenómenos de reflexión son los que se producen en los espejos, en la superficie de un río o de un lago de aguas tranquilas que nos permiten ver el paisaje reflejado en las aguas.



Reflexión en un medio unidimensional

Veamos en primer lugar la reflexión de una onda transversal. Tal es el caso que se produce en el extremos de una onda que se propaga en una cuerda cuyo extremo se encuentra atado a un muro y, por lo tanto, no puede sufrir deformación alguna. Decimos que entonces se ha producido una reflexión dura.

Al volver, la onda se propaga a la misma velocidad pero con sentido inverso. La elongación cambia de signo. Encontraríamos la imagen anterior especular de la onda si hubiera podido continuar su propagación más allá del muro.




En el caso en que el ángulo de incidencia A = 45º, el ángulo reflejado B debe ser también igual a 45º , que es lo que se produce en el espejo de la cubeta de ondas con los rayos de luz que se reflejan en la pantalla.

Difracción de la Luz



La difracción es el fenómeno que se produce cuando las ondas (mecánicas, electromagnéticas o asociadas a partículas) alcanzan un obstáculo o abertura de dimensiones comparables a su propia longitud de onda y que se manifiesta en forma de perturbaciones en la propagación de la onda, bien sea rodeando el obstáculo o produciéndose  una divergencia a partir de la abertura.

Otra definicion para la difraccion puede ser como toda desviacion de rayos luminosos que no pueda explicarse como reflexion ni como refraccion.




Cuando se obsera la difraccion producida por un objeto proyectando sobre una pantalla a una distancia muy grande del propio objeto, la distribucion de intensidades observada se conoce como "Patron de difraccion de Fraunhofer"

ejemplo de fenómenos ópticos

La luz es el constituyente básico de la realidad que percibimos. Todo lo que vemos es el resultado de nuestra forma de procesar e interpretar la luz. Y en ocasiones tenemos la fortuna (o el deleite) de presenciar como la luz se descompone, se refracta, o se distorsiona, creando estimulantes efectos ópticos –que generalmente remiten al acroiris, al espectro de la luz visible, puente visionario entre realidades.

La sublime serenidad del paraíso podría ser simbolizada por esta imagen de un arcoiris tropical tomada en Sentani, Papua, Indonesia. Un idilio resplandeciente, una sílfide psicodélica asomándose entre las palmeras.

Esta imagen también es el resultado del paso de una onda de luz a través de las pequeñas gotas de agua de una nube; cuando dos ondas interfieren se crean estos colores refulgentes.

Los anillos que se forman al extremo de las alas de algunas aeronaves se conocen como “glorias”. Esto sucede cuando el sol brilla a través de una nube o de bruma y la luz rebota de las gotas individuales, que desde el punto de vista de un observador se magifican y de distorsionan creando lo que se conoce como un “espectro roto”.

Esta imagen, tomada en Estrasburgo, Francia, muestra un cúmulo de nubes enmarcando un increíble arcoiris con siete otros arcoiris más ópacos franjeándolo por debajo.

Este efecto poco común es conocido como arcoiris supernumerario y sucede cuando las gotas de lluvia que generan el arcoiris son particularmente uniformes.

Algunos letreros urbanos están hechos de pequeños prismas o lente que reflejan luz directamente al conductor de un automóvil. Esto, además de ser útil, genera en ocasiones un inesperado espectáculo, comparable con el que solían suministrar los CDs caseros desperdigados en la calle.

Cuando el agua se congela en la alta atmósfera a veces se generan pequeños cristales de seis lados. Si un observador pasa a través del mismo plano en el que estos cristales caen cerca del amanecer o del atardecer, en esta alineación, el cristal puede actuar como un pequeño lente reflejando la luz del Sol hacia nuestro punto de vista creando este fenómeno en el que se reproduce el sol en miniatura, llamado parhelia, o sundogs (perros de sol).

vídeo de refracción de la luz

vídeo de de la reflexión y refracción

JD



Experimento