¿Cómo se propaga la luz?
¿Sabías que cuando estás observando las estrellas en el cielo, estás viendo cómo era esa estrella hace muchos años atrás? Cuando un astrónomo observa un planeta lejano con ayuda de un telescopio, no lo está observando en el momento real sino en algún momento pasado. La razón de esto es que la velocidad de la luz tiene un valor finito y definido. De esta manera, los rayos procedentes de una estrella lejana tardan años en llegar a la Tierra. La distancia entre los astros se mide en una unidad llamada año-luz. Un año-luz corresponde a la distancia que recurre la luz en un año. La luz, viaja a 300.000 km/s, entonces un año-luz equivale a 9,5 billones de kilómetros aproximadamente.
Las características ondulatorias de la luz son las responsables de fenómenos tan maravillosos y diferentes como la percepción de los colores, la aparición del arco iris en días lluviosos y los eclipses de sol y de luna. Además, algunas veces la energía transportada por la luz es transformada para obtener otros productos. Tal es el caso de la conversión de la luz solar en calor y del proceso de la fotosíntesis realizado por las plantas. En últimas, la luz es la responsable de que haya vida sobre el planeta Tierra
LA ENERGÍA LUMINOSA
La vida en nuestro planeta requiere de la energía que el Sol irradia en forma permanente. El Sol emite radiaciones en todas las direcciones y sólo una pequeña parte de esta energía es aprovechada por la Tierra en forma de luz y calor. Por ejemplo, para llevar a cabo ciertos procesos como la fotosíntesis y el ciclo del agua. Estos tipos de energía reciben el nombre de energía luminosa y energía calórica.
LA LUZ UNA FORMA DE ENERGÍA
Una de las experiencias más frecuentes relacionadas con la energía luminosa es el fenómeno de la visión. La luz es una forma de energía que nos permite ver todo lo que tenemos a nuestro alrededor, por ejemplo, este documento, tus compañeros y tú mismo, algunas de las características de la luz que permiten la visión son:
-Se propaga en todas las direcciones.
-Se puede reflejar en los objetos (rebota, como contra un espejo).
-Se puede refractar, es decir, pasar de un material a otro. La luz al ser una forma de energía, también puede hacer cambiar las propiedades de los cuerpos. Así, una hoja blanca de papel expuesta durante algún tiempo a la luz del Sol se vuelve amarilla, es decir, cambia de color.
Dice una de las leyes de la física que la energía ni se construye ni se destruye, sino se transforma. De esta misma forma, la energía luminosa puede transformarse en otros tipos de energía. En las centrales solares, por ejemplo, la luz del sol se transforma en energía eléctrica o algunas veces en calor. A su vez, otros tipos de energía pueden transformarse en luz. En el caso de las bombillas, la energía eléctrica se transforma en energía luminosa.
LAS FUENTES LUMINOSAS
La luz proviene de los cuerpos llamados fuentes luminosas. Son fuentes luminosas todos aquellos cuerpos capaces de emitir luz. Dependiendo de la naturaleza y de la manera como emita la luz, existen los siguientes tipos de fuentes luminosas:
-Fuentes luminosas naturales, como las estrellas, el fuego, los rayos y algunos organismos
-Bioluminiscentes como las luciérnagas.
-Fuentes luminosas artificiales, como los bombillos y los tubos fluorescentes.
-Fuentes luminosas puntuales de luz que emiten un haz de luz muy estrecho, como los rayos Láser.
-Fuentes luminosas extensas de luz, las cuales emiten muchos rayos de luz, por ejemplo, una Linterna o el Sol.
LA PROPAGACIÓN DE LA LUZ
La Luz que sale de las fuentes luminosas se propaga en línea recta y en todas direcciones. Cada una de las líneas rectas en las que viaja la luz se llama rayo de luz. La velocidad con que se propaga la luz depende del medio que atraviesa; no es igual en el aire que en el agua. La luz recorre alrededor de 300 000 kilómetros en un segundo. Según permitan o no la propagación de la luz, los cuerpos pueden ser transparentes, translúcidos y opacos.
- -Son cuerpos transparentes aquellos que dejan pasar la luz y permiten ver con nitidez los cuerpos que hay detrás de ellos. -Son cuerpos translúcidos aquellos que dejan pasar la luz, pero no permiten ver con nitidez los cuerpos que hay detrás de ellos.
- -Son cuerpos opacos aquellos que no dejan pasar la luz.
- La propagación de la luz tiene las siguientes características:
- 1. La luz se propaga en línea recta. Así, la luz que recibimos del Sol se desplaza en línea recta desde él hasta la Tierra.
- 2. La luz se propaga en todas las direcciones. Por eso la luz producida por una lámpara ilumina toda la habitación en la que se encuentra.
- 3. La velocidad de la luz, aunque siempre es muy alta, depende del medio a través del que se propague. Es así como en el aire y en el vacío, la luz viaja a 300.000 kilómetros por segundo, mientras que, en el vidrio, por ejemplo, esta velocidad se ve reducida a 200.000 kilómetros por segundo, es decir, aproximadamente 2/3 de su velocidad de propagación en el vacío.
- 4. La luz no necesita de un medio de propagación Es por eso que podemos ver estrellas y galaxias lejanas a pesar del espacio vacío que tiene que atravesar.
ACTIVIDAD
- Explica cómo se desvía la luz en la interfase entre dos medios y qué determina el ángulo.
- Aplica la ley de Snell a un rayo láser incidente en la interfase entre los medios.
- Describe cómo la velocidad y la longitud de onda de la luz cambian en diferentes medios.
- Describe el efecto del cambio de longitud de onda en el ángulo de refracción.
- Explica cómo un prisma crea un arco iris.
