La definición que obtiene la luz, es una onda de radiación que se mueve básicamente. Las ondas que pueden propagarse al vacío. La luz es la radiación electromagnética. La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por ningún otro movimiento en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es menor. La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, entonces cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.
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¿Qué es la luz?
La luz latín lux, hablando ampliamente, no es mas que una forma de energía la luz nos hace ser capaces de ver lugares, objetos lo que puede ser visible y lo que no, es conocida como la parte de la radiación de iones electromagnético los cuales son unas ondas recibidas por el ojo humano. En física, la terminología de la luz, es una expresión se considera parte del campo de radiación denominado espectro electromagnético, mientras que las señales de luz visible de expresión señalan la radiación en el espectro visible.
La luz, como toda ente que genera radiación electromagnética, es aquella formada por millones de partículas elementales que carecen de una masa llamada fotones, cuyas propiedades de acuerdo con la onda-partícula explican las características de su comportamiento físico. Es una onda esférica. La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.
Velocidad de la luz
La velocidad de la luz es una de las leyes científicas que nada ni nadie puede superar. Se ha demostrado teórica y experimentalmente que la luz tiene una velocidad finita. La primera medición exitosa fue realizada por el astrónomo danés Ole Roemer 1675 y desde entonces un gran número de intentos han mejorado la precisión con la que se conoce la información. En la actualidad, el valor aceptado exacto de la velocidad de la luz en el vacío es de 299,792,457 m / s.
La velocidad de la luz, la cual se ha propagado en el material es más pequeña que a través del vacío y depende de las propiedades dieléctricas del medio y la energía luminosa que lo componen. La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio se llama medio de índice de refracción y esta se puede medir con la siguiente ecuación:
Reflexión
Este es un fenómeno de elementos, que tienen un impacto óptico, cuando la luz alcanza un cuerpo, retiene el material por algún tiempo, ahorra energía y luego lo transmite en todas las direcciones. Este fenómeno se llama reflexión. En superficies ópticamente lisas, debido a la interferencia destructiva, sin embargo, la mayor parte de la radiación se pierde, excepto la que se extiende en el mismo ángulo que la afectó.
Ejemplos simples de este efecto son espejos, metales pulidos o agua de un río (que tiene un fondo oscuro) todas estas superficies son capaces de generar una reflexión.
La luz también se refleja en el fenómeno llamado reflexión interna total, que ocurre cuando un rayo de luz intenta dejar un medio donde la velocidad es menor en un ángulo más rápido. Una ruptura ocurre de tal manera que la superficie no puede pasar entre los dos órganos, lo que es completamente reflejado. Esta reflexión es responsable de iluminar un diamante tallado.
En el vacío, la velocidad de la luz es igual para todas las longitudes de onda del espectro visible, pero a medida que pasa por los materiales, la velocidad se desciende y varía de acuerdo a cada una de las diferentes longitudes de onda del espectro, ese efecto se llama dispersión. Debido al descubrimiento de este fenómeno, podemos ver los colores del arco iris. (ver artículo: Fenómeno de la Niña).
El color azul del cielo depende de la luz del sol transmitida por la atmósfera. El color blanco de las nubes o de la leche también depende de la dispersión de la luz a través de las gotas de agua o de las partículas de grasa en suspensión que contienen.
Refracción
La refracción es el cambio abrupto en cuanto a la dirección, la luz sufre una modificación al cambiar de ciertos medios. Este fenómeno es debido al hecho de que la luz se propaga a diferentes velocidades de acuerdo con el medio por el cual ella viaja. El cambio de dirección es mayor cuanto mayor es el cambio en la velocidad, ya que la luz recorre mayor distancia en su desplazamiento por el medio en que va más rápido. La ley de Snell relaciona el cambio en el ángulo con el cambio en la velocidad a través de los índices de refracción de los medios.
El fenómeno de la refracción es, en general, acompañado por una reflexión, más o menos débil, esta es producida en la superficie que limita los dos medios cuando se hace pasar por luz blanca o como se le conoce policromática. El haz, al alcanzar esa superficie limítrofe, es parcialmente reflejado y parcialmente refractado, lo que implica que los haces reflejados y refractados tendrán menos intensidad de luz que el haz incidente.
Toda esta gran intensidad de energía que ocurre en una proporción que depende de las características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia en relación a la superficie limítrofe de esta. Aun así pese a todas estas circunstancias, es posible fijar la atención sólo en el fenómeno de la refracción para analizar sus características.
Las leyes de la refracción
Esta ley de snell, es la modificación del movimiento de dirección que experimenta un rayo de luz cuando esta atraviesa por un medio transparente a otro también transparente. Este cambio de dirección se produce por la distinta velocidad de la luz en cada medio.
Como las leyes de la reflexión, las de la refracción tienen una base experimental. Todo estos elementos con los conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de incidencia, es necesario tener en cuenta que el radio refractado y el ángulo de refracción o ángulo que esta formado por el radio normal y refractado.
Sean 1 y 2 dos medios transparentes en contacto atravesados por un haz de luz en la dirección de 1 a 2 y e1 y e2, respectivamente, ángulos de incidencia y refracción. Las leyes que regulan el fenómeno de la fractura se pueden expresar en la forma:
1ª Ley. El rayo incidente, el rayo normal y el refractado están en el mismo plano.
2ª capa. (Ley de Snell) El estallido de los ángulos de incidencia e1 y la refracción e2 son directamente proporcionales a las tasas de propagación v1 y v2 de la luz en los medios respectivos.
Ejemplos muy comunes de refracción es la aparente quiebra que se ve en un lápiz al introducirlo en el agua o en el arco iris.
Recordando que índice de refracción y velocidad son inversamente proporcionales la segunda ley de la refracción se puede escribir en función de los índices de refracción en la forma:
Luz solar
La luz solar o la luz solar es la primera fuente de energía. La estrella amarilla nos envía 120 vatios de luz por área de metro cuadrado. Es por eso que muchos de los técnicos de energía renovable están tratando de explotar la gran cantidad de energía.
El sol tiene más del 99% de la masa total del sol y se compone principalmente de hidrógeno. Debido a la alta presión a la que está expuesto, el hidrógeno puede fundirse para dar helio, que libera mucha energía. Debido a las altas temperaturas, la esfera fotoeléctrica, como puede ver la capa más externa del sol, emite ondas electromagnéticas de radiación electromagnética con longitudes de onda características. Esta capa está en equilibrio térmico y produce radiación negro-azul.
La luz solar es todo el espectro de radiación electromagnética emitida por el sol. Cuando la luz del sol se rompe cuando pasa a través de un prisma (como gotas de agua), se divide en diferentes colores, cada uno con su propia longitud de onda, y podemos ver un hermoso arco iris. Aunque no toda la energía emitida por el sol está en forma de luz visible, la luz solar cubre el espectro ultravioleta, infrarrojo y visible. (ver artículo: Relieve Terrestre).
La luz reflejada por el Sol es la propagación de una perturbación que transmite energía, pero no materia y puede propagarse en el vacío y consiste en fotones.
Ejemplo: cuando se viaja, la luz parece una onda, pero cuando es absorbida por objetos, la luz parece una partícula.
La luz del sol no tiene color y se llama “luz blanca”. Pero, en realidad, está compuesto de la unión de muchos colores diferentes. Puede ser visto solamente cuando la luz pasa a través de un elementos incoloros (agua o vidrio) que separa los colores como un espectro llamado arco iris. Este espectro se compone de siete colores visibles (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta) y dos colores no visibles por los ojos humanos, ultravioleta e infrarrojo.
El espectro de radiación electromagnética que llega a la atmósfera terrestre es de 100 a 106 nm. Esto se puede dividir en cinco regiones en orden creciente con longitud de onda: 1
Luz artificial
La luz artificial utiliza otra fuente de energía para generar luz que no es variable como la luz natural y tiene un efecto perjudicial en la vida animal y vegetal. Cuando se exponen por períodos prolongados. La exposición moderada a toda la luz natural exterior es ideal para la mayoría de los tipos de vida en la tierra. Esto no se aplica a la luz artificial, que sirve para brillar bajo la oscuridad.
La luz artificial viaja en línea recta y radialmente (en contra), porque la fuente de luz está mucho más cerca de los objetos iluminados, por lo que las sombras también se propagan radialmente, por lo tanto, se acoplan a los mismos elementos que la luz natural, Limitar luz (PFL) y Limitar sombra PTA), aunque con algunas variaciones. Dicho de otra manera cuando ocurre la propagación de la luz artificial, el punto de fuga de luz (PFL) se encuentra en el origen, es decir, en el emisor de la fuente de luz, puede ser una lámpara, un bombillo etc.
Existen diferentes tipos de luz que son generadas a partir de la electricidad, estos inventos son los mas grandes hallazgos que ha realizado el hombre. La luz eléctrica o la luz artificial, hace referencia a los dispositivos, o distintos elementos que son capaces de producir luz, estos son a partir de una corriente eléctrica, produciendo así alumbrado eléctrico o simplemente iluminación eléctrica.
De esta forma, las sociedades industriales son iluminadas, tanto para iluminar la noche como para tener luz de respaldo y apoyo durante el día; lo cual es realmente útil para la iluminación pública como para iluminación doméstica.
Las luces eléctricas generalmente funcionan con la red eléctrica, pero también pueden ser operadas de forma autónoma o local por baterías o generadores de energía para servicios de emergencia, como lo que sucede con los generadores de los hospitales, u otros lugares donde la falta de luz puede ser un problema serio, o la iluminación de puntos remotos donde la red eléctrica no llega. Las luces son otro ejemplo de iluminación autónoma.
Puede considerarse que el inventor de la luz eléctrica es Thomas Alva Edison, quien en 1878 construyó la primera bombilla con un filamento de bambú carbonatado, que se mantuvo durante más de 3 días seguidos. Esto permitió que a partir de entonces se utilizara la luz artificial hasta nuestros días.
¿Quién inventó la luz?
La luz siempre existió, sin embargo, es común que las personas llamen la luz de energía eléctrica o luz producida por la electricidad artificial. La luz es algo esencial en la cotidianidad, al menos la mayoría de las personas. En los tiempos antiguos, la luz fue creada con base de elementos de combustión de materiales famables.
Desde la prehistoria, cuando se inventó el fuego, y todas las diversas maneras de generar luz, o electricidad que han surgido en los últimos años, podemos mencionar que siempre hemos buscado la manera para alumbrarnos. Aunque se sabe que la invención de la luz eléctrica por su parte es un descubrimiento que es relativamente reciente. Lo cierto es que todos necesitamos de luz para realizar nuestros trabajos diarios, hoy en día es fundamental tener electricidad para generar luz artificial o baterías.
El descubrimiento de la luz eléctrica se atribuye a muchas personas, especialmente a Tomas Alva Edison, pero aquí contaremos cuál es la historia real después del descubrimiento de la luz.
Características
Entre las características más relevantes de la luz se encuentra su naturaleza electromagnética, su carácter lineal, que tiene un área que es imposible de percibir para el ojo humano y el hecho de que dentro de sí hay toda una gama de colores que aun desconocemos. La naturaleza electromagnética no es exclusiva de la luz. Esta es capaz de presentarse en muchas otras formas de radiación electromagnética que existe. Las ondas de microondas, ondas de radio, radiación infrarroja, rayos X incluyen formas de radiación electromagnética.
1 – Es irregular y corpuscular: Son dos modelos principales que se han utilizado históricamente para explicar cuál es la naturaleza de la luz. Después de varios estudios, se ha establecido que la luz es desigual (ya que se propaga a través de las ondas) y corpuscular (porque está formada por pequeñas partículas llamadas fotones).
Diferentes experimentos en el área mostraron que ambos conceptos podrían explicar las diferentes características de la luz. Esto llevó a la conclusión de que los modelos de onda y corpusculares son complementarios, no exclusivos.
2- Se propaga en línea recta: La luz lleva una dirección recta en su propagación. Las sombras que la luz genera en su camino son una clara evidencia de este rasgo. La teoría de la relatividad, propuesta por Albert Einstein 1905, introdujo un nuevo elemento al afirmar que en el espacio, la luz viaja en curvas cuando es desviada por elementos en el camino.
3- Velocidad finita: La luz tiene una velocidad que es limitada y puede ser extremadamente rápida. En el vacío puede alcanzar los 300,000 km / s. Cuando el área en la que se mueve la luz difiere del vacío, su velocidad de desplazamiento dependerá de las condiciones ambientales que afecten su naturaleza electromagnética.
4- Frecuencia: Las ondas se mueven en ciclos, es decir, se mueven de una polaridad a otra y luego regresan. La característica de la frecuencia tiene que ver con el número de ciclos que ocurren en un determinado tiempo. Es la frecuencia de la luz que determina el nivel de energía de un cuerpo: cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la energía; como menor la frecuencia, menor la energía.
5- Longitud de onda:Esta característica tiene que ver con la distancia existente entre los puntos de dos ondas consecutivas que ocurren en un momento dado. El valor de la longitud de onda se genera por la división entre la velocidad de onda entre la frecuencia: cuanto más corta sea la longitud de onda, mayor será la frecuencia y la longitud de onda más larga, la frecuencia será menor.
6- Absorción: La longitud de onda y la frecuencia permiten que las ondas tengan un tono específico. El espectro electromagnético contiene en sí todos los colores posibles. Los objetos absorben las ondas de luz que los afectan, y aquellos que no absorben son aquellos que se perciben como colores.
Propiedades
Básicamente los dos únicos elementos a tomar en cuenta son la refracción y la reflexión, procesos mediante los cuales podemos estudiar los diferentes componentes de la misma. Las propiedades que componen la luz dependen del tipo de fuente de luz que emite, como el color, la intensidad, etc. Sin embargo, hay otras como la reflexión y la refracción que son comunes a todos los tipos de luz.
La reflexión: El reflejo de la luz es el cambio direccional que la luz experimenta cuando golpea un cuerpo.
Los espejos son cuerpos opacos, con una superficie lisa y pulida que puede reflejar la luz que reciben.
Los espejos pueden ser planos o esféricos. El plan forma imágenes tan grandes como los objetos que provienen de ellos, mientras que los espejos esféricos forman imágenes distorsionadas.
Eje cóncavo Eje plano Eje convexo
Romper es el cambio direccional percibido por la luz cuando pasa de un medio a otro, por ejemplo, cuando pasa del aire al agua.
La refracción: La refracción de la luz sirve para ver objetos de un tamaño diferente al real. Esto se logra utilizando lentes.
Las lentes son cuerpos translúcidos con una superficie curva que rompe la luz. Pueden ser:
Convergente. Hacen que los rayos se junten. Las lupas son lentes convergentes.
Divergentes. Hacen las vigas separadas.
Naturaleza
La luz emitida por las fuentes de luz puede viajar a través de la materia o en ausencia de ella, pero no todos los medios permiten que la luz se propague. Desde este punto de vista, los diferentes materiales pueden clasificarse como opacos, translúcidos y transparentes. Incluso si la luz no puede penetrar lo opaco, puede atravesar los demás.
Las sustancias transparentes también tienen la propiedad de que la luz sigue caminos definidos dentro. Esto se aplica al agua, vidrio o aire. Sin embargo, en la dispersión de la luz transparente, lo que significa que a través de ellos no se pueden ver las imágenes con claridad. El papel vegetal o el vidrio esmerilado son algunos ejemplos de objetos transparentes.
En un medio que, además de ser transparente, es homogéneo, es decir, conserva propiedades idénticas en cualquier punto, extendiendo así la luz en línea recta. Esta propiedad, conocida desde la antigüedad, es una capa básica de la óptica geométrica.
Debido a que la luz se propaga en línea recta, los medios a considerar para estudiar los fenómenos visuales de una manera sencilla son cada vez más extensos, es por esto que recurrimos a algunas simplificaciones útiles. Las fuentes de luz se consideran así puntuales, es decir, como si estuvieran concentradas en un punto desde el cual aparecen los rayos de luz o líneas rectas que representan la dirección de propagación.
Un conjunto de rayos a partir de la misma fuente se llama rayo. Cuando la fuente está muy lejos del punto de observación, se considera que las vigas, para propósitos prácticos, están formadas por vigas paralelas. Por otro lado, si la fuente está cerca, la forma del haz es cónica.
¿Cómo se propaga la luz?
Sorprendentemente, la luz se propaga en el vacío a una velocidad de 299,792,448 metros por segundo y esta velocidad no es superada por otro movimiento que se ha conocido. Es el movimiento más rápido que existe en todo el universo o al menos entre todos los que el hombre ha descubierto hasta ahora.
Principalmente se estableció que las propiedades de la proyección de la luz y de su encuentro con diferentes tipos de elementos y objetos que se coloque en su camino surgen sombras, el estudio de la magnitud geométrica, los cuales están basados en las proyecciones de las sombras de la luz, que no está constantemente en línea recta.
¿La luz tiene masa?
La luz no tiene masa. La luz consiste en partículas llamadas fotones que carecen de masa. Es una consecuencia de la relatividad de Einstein: ninguna partícula con masa puede alcanzar la velocidad de la luz. Lo que sucede es que la masa y la energía son conceptos equivalentes según la famosa ecuación Eisntein Energía = masax (velocidad de la luz) ^ 2, que está simbolizada como E = mc ^ 2.
La luz ultravioleta
La luz UV luz ultravioleta es aquella que nos permite ver a un nivel microbiodegradable es un método de desinfección que utiliza radiación ultravioleta (UV) con una longitud de onda suficiente para esterilizar los microorganismos.
Su utilización se emplea en una gran variedad de usos, como la purificación para alimento de consumo humano, aire y agua. UV utiliza radiación ultravioleta de onda corta (UV-C) que es dañina para los microorganismos. Es eficaz en la destrucción de los ácidos nucleicos en estos organismos, por lo que su ADN es interrumpido por la radiación UV, lo que les impide realizar funciones celulares vitales de reproducción.
La aplicación de la desinfección UV ha sido aceptada desde mediados de los años 20 y se usó principalmente en rutinas de trabajo estériles de sanidad y atención médica ya que como se menciono anteriormente, es 100% eficaz en desinfección y esterilización. Cada vez más, se utiliza para esterilizar el agua potable y las aguas residuales en equipos cerrados para asegurar una mayor exposición a los cuerpos de radiación UV. En los últimos años, UV se ha utilizado con gran éxito en la aplicación de purificación de aire.
La oscuridad
La definición para la oscuridad es la ausencia total de luz que es visible o que puede ser percibida por y para los seres humanos. Aunque la oscuridad completa no existe bajo el aporte científico esto no puede ser.
Existen varias teorías:
- La oscuridad es la ausencia de La Luz o fotones en el espacio.
- La oscuridad no existe, simplemente es una deficiencia nuestra no poder ver bien por falta de luz.
- La oscuridad es un elemento utilizado para dar miedo debido a sentir inseguridad por no saber lo que nos rodea.
