OPTICA Y SUS FENOMENOS

¿Qué es la óptica física y cuáles son sus fenómenos? La óptica física es la rama de la óptica que toma la luz como una onda y explica algunos fenómenos que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo. Estos fenómenos son: Difracción: es la capacidad de las ondas para cambiar la dirección alrededor de obstáculos en su trayectoria, esto se debe a la propiedad que tienen las ondas de generar nuevos frentes de onda. Polarización: es la propiedad por la cual uno o más de los múltiples planos en que vibran las ondas de luz se filtra impidiendo su paso. Esto produce efectos como eliminación de brillos. ¿Qué es el principio de Arquímedes? R/ El principio de Arquímedes se puede enunciar de la siguiente forma: Un objeto que está sumergido en un fluido experimenta una fuerza de abajo hacia arriba (empuje) igual al peso del fluido desalojado. F = fuerza de empuje mg = peso del fluido desalojado por la moneda El principio de Arquímedes explica la flotabilidad de los barcos. ¿Qué es la ley de Pascal? R/ La ley de pascal establece que una presión externa aplicada a un fluido confinado se transmite uniformemente a través del volumen del fluido. Este principio explica el funcionamiento de la prensa hidráulica. ¿Qué es la luz? Ha sido una de las definiciones mas trabajadas a través de la historia de la ciencia, muchas teorías se han planteado hasta llegar a la actual que define a la luz como partículas radiantes llamadas fotones y que son la mínima expresión de luz, estos fotones se transmiten en un campo ondulatorio electromagnético. Así la luz tiene una dualidad, es onda y partícula a la vez, los fenómenos de propagación se pueden explicar con teoría ondulatoria y los fenómenos de interacción de la luz con la materia se pueden explicar con un modelo de fotones. ¿Qué es el sonido? El sonido es una onda mecánica longitudinal, mecánica porque necesita de un medio para propagarse y longitudinal porque se propaga como un resorte, es decir la onda vibra en el mismo sentido de la propagación. La velocidad del sonido varia de acuerdo al medio en que se propague, se considera que la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s, en el agua 1500 m/s, en el hacer 5000 m/s. ¿Qué es una onda estacionaria? Es una onda que se propaga entre dos extremos, de esta forma la onda queda prisionera entre los extremos y genera una onda de ida y una de vuelta con un desfase de media longitud de onda. Esto se puede observar en una cuerda de guitarra ¿Cuáles son las cualidades del sonido? Las cualidades del sonido son: La intensidad: depende de la cantidad de energía de la onda, esto es lo que popularmente llamamos volumen. La frecuencia: es el mismo tono, es la cantidad de oscilaciones que hace la onda en la unidad de tiempo. Entre mayor sean las vibraciones más agudo será el sonido. El timbre: Es una característica que nos permite distinguir la procedencia de un sonido. Esto se debe a que cada material vibra de forma diferente. De esta forma un órgano y un violín pueden tocar la misma nota pero distinguimos los dos instrumentos, el timbre se debe a que el sonido fundamental va acompañado de armónicos (sonidos que se van dando a medida que la onda pierde energía) que varían según la naturaleza del instrumento.

EVOLUCION DE LA OPTICA

                                     SURGIMIENTO Y EVOLUCION DE LA OPTICA

En la segunda mitad del siglo XVIII, después que Dolland (1706-1761) inventó la lente acromática, la autoridad de Newton fue lentamente apagada. En 1801 Young realizó un experimento de interferencia de la luz el cual explicó utilizando una hipótesis ondulatoria.

En 1815, Fresnel comenzó una serie de experimentos de difracción de la luz que también fue explicado utilizando la hipótesis ondulatoria. Para la misma época Brewster y Biot realizaron experimentos de polarización de la luz. Estos trabajos condujeron gradualmente al establecimiento del carácter de la luz como una onda transversal.

El establecimiendo de una hipótesis ondulatoria quedó confirmado con la medida de la velocidad de la luz en el agua por Volta en 1850. Foucault y Fizeau, confirmaron que la velocidad de la luz en el agua es menor que en el aire, lo cual estaba en contra de la hipótesis corpuscular, esto permitió el establecimiento definitivo del modelo ondulatorio.

En el siglo XIX, nace la espectroscopia y son descubiertos los rayos infrarrojos por Hashel; estudiando la radiación solar, Ritter descubre la luz ultravioleta. Fraunhofer descubrió las líneas de absorción del espectro solar. Constituye un verdadero misterio el hecho de que Newton observara los rayos solares a través de un prisma y no hubiera descubierto las líneas de absorción, las cuales posteriormente descubrió Fraunhofer. La longitud de onda de estas líneas que medida en 1821, despejando con ello las dudas que algunos tenían acerca de su existencia.

Una importante relación entre los espectros de líneas de absorción y los elementos químicos fueron establecidos por Bunsen, Kirchhoff y otros. A mediados del siglo XIX los fenómenos de reflexión, refracción, dispersión, polarización e interferencia los cuales fueron observados independientes uno de otros, los mismos se explicaron desde el punto de vista del concepto de onda transversal que se propagaba en un medio llamado éter, quedando concluida de manera general la óptica.

Con la formulación de la teoría electromagnética, por Maxwell a partir de los trabajos de Oersted, Ampere, Faraday, Henry y Lenz y la aceptación del modelo ondulatorio para explicar una serie de fenómenos en óptica y la existencia de ondas electromagnéticas las cuales fueron confirmadas por Hertz.

La teoría electromagnética se anexó la óptica por haber obtenido la velocidad de la luz a partir de constante puramente electromagnéticas, con esto quedó formalmente establecida la óptica física y su relación con el electromagnetismo, alcanzado con ello un estado de refinamiento que le ha permitido hacer los grandes aportes que conocemos en el campo de la óptica.