Qué es la luz
Este capítulo se centra en el espectro luminoso visible y en cómo vemos e interpretamos la luz. Se tratarán los conceptos de absorción, reflexión y refracción de la luz. Algunos de estos conceptos se introdujeron por primera vez en el Grado 7 Energía y Cambio al hablar del calor (la transferencia de energía). Esto también se relaciona con lo que los alumnos habrán cubierto en el Grado 7 Planeta Tierra y más allá sobre la energía solar, las estaciones y la vida en la Tierra.
En este capítulo aprenderemos sobre la luz visible. La llamamos luz visible porque podemos verla con nuestros ojos. Hay diferentes formas de luz que no podemos ver a simple vista. La luz ultravioleta es un ejemplo de una forma de luz que no podemos ver sólo con nuestros ojos. Centraremos nuestra atención en el espectro luminoso visible e investigaremos cómo podemos ver los diferentes colores y cómo se comporta la luz.
La luz viaja por el espacio a una velocidad de 300 000 kilómetros por segundo. Decimos que la energía se transfiere por radiación. La energía de la luz se transfiere a través del espacio como ondas electromagnéticas en líneas rectas.
Reflexión interna total
La reflexión de la luz es el simple fenómeno de que la luz rebota tras caer sobre un objeto. El ejemplo más común es no poder ver nada al entrar en una habitación oscura, pero una vez encendidas las luces, todo será visible. Exploremos más sobre este tema a través de este detallado blog.
Para empezar, la reflexión de la luz se produce cuando un rayo de luz cae sobre una superficie lisa y pulida y rebota. En otras palabras, el rayo de luz que se aproxima a cualquier superficie provoca la reflexión de la luz. Además, el rayo de luz que cae sobre la superficie se conoce como rayo incidente, mientras que el rayo de luz que se refleja se llama rayo reflejado. Además, si se traza una perpendicular entre los dos rayos en la superficie reflectante, se denomina Normal.
Rayo Incidente= Es el rayo que cae sobre la superficie Rayo Reflejado= El rayo que se refleja desde la superficie Normal = Perpendicular sobre la superficie pulida P= Punto de reflexión i= Ángulo de Incidencia r= Ángulo de Reflexión
Cómo se refleja la luz en un espejo
Aquí hay unos estudiantes universitarios esperando en la cola del almuerzo. Ninguno de ellos aparece roto o distorsionado como las imágenes del hombre de la cuchara y el pato. ¿Qué sabes de la espera en la cola del almuerzo? Normalmente hay que estar en una línea recta de una sola fila, ¿verdad? ¿Y la luz? ¿También viaja en línea recta? Mira el siguiente vídeo. Piensa en lo que está ocurriendo y considera la siguiente pregunta: ¿La luz viaja en línea recta?
Como has visto en la investigación de los tres agujeros, la luz viajó en línea recta a través de cada uno de los agujeros de las placas metálicas y apareció en el extremo de madera del escritorio. Si la luz pudo pasar por los tres agujeros y aparecer en el extremo del escritorio, entonces los rayos de luz deben viajar en línea recta. Cuando el estudiante movió la placa central, ésta bloqueó el rayo de luz. ¿Te has dado cuenta de que el rayo de luz no cambió su trayectoria y se movió alrededor de la obstrucción? Esto se debe a que la luz viaja en línea recta a través del aire a menos que actúe otro material, que los científicos llaman medio. En el caso de esta investigación, el medio bloqueó completamente el rayo de luz para que no siguiera avanzando. El aire, que también es un tipo de medio, permitió que el rayo de luz lo atravesara.
Reflexión y refracción
La luz es un fenómeno complejo. Presenta propiedades tanto de onda* como de partícula. Su naturaleza exacta no se conoce del todo y esta complejidad dificulta que un solo modelo describa todas las propiedades de la luz. Por ello, diferentes modelos describen distintos aspectos del comportamiento de la luz. La teoría de las ondas electromagnéticas explica la capacidad de la luz para viajar por el vacío. El modelo de los rayos de luz, por otro lado, puede describir las interacciones entre la luz y la materia.
*Nota – En esta ilustración el ángulo del rayo transmitido se llama ángulo de transmisión y se etiqueta como θt. Muchas fuentes (incluyendo otras páginas de este sitio) se refieren a este ángulo como el ángulo de refracción*.
El modelo del rayo de luz supone que la luz viaja en línea recta a través de medios transparentes como el aire o el agua. El modelo también asume que los rayos de luz se comportan de manera predecible cuando encuentran superficies como una interfaz entre diferentes medios (aire y agua, por ejemplo) o la superficie de un objeto opaco. Esto permite predecir la trayectoria que seguirá un rayo de luz al desplazarse desde su punto de origen hasta el lugar en el que finalmente se transforme en otra forma de energía, como el calor.