Concepto y definición de tipos de Datos Abstractos en c++.pptx
Luz
1. Propagación de la luz
L Teorias
L Ondas electromagneticas
L Espectro electromagnetico
L Propagacion rectilinea de la luz
L Fenomenos luminosos: Reflexión y refracción
L Indice de refracción
L Leyes
L Reflexión total y angulo limite
L Aplicacion a prismas
L Polarización
2. Teoria corpuscular de Newton
P Los focos luminosos emiten minúsculas partículas
materiales emitidas a gran velocidad y que se
propagan en linea recta en todas las direcciones.
Son de carácter periódico, y al chocar con nuestro
ojos, producen la sensación luminosa.
P Esta teoría justifica la propagación rectilínea de la
luz y la reflexión pero no así la refracción.
3. Teoria ondulatoria de Huygens
PLa luz consiste en la propagación de una perturbación ondulatoria
del medio.
PSiendo una onda longitudinal similar al sonido. Necesita de un
medio sutil y elástico para propagarse.
PPostula que la velocidad de la luz ees distinta según el medio en
el que se propaga.
PJustifica el fenómeno de refracción (que no lo conseguía la Teoría
corpuscular de Newton).
PFallos de la teoría: posteriormente se demuestra que la luz tiene
naturaleza de onda transversal y no longitudinal. Y que es de
carácter electromagnético y por lo tanto no necesita de un medio
material para propagarse.
4. Teoria ondulatoria de Fresnel
PLas teorías de Newton y Huygens coexisten en el tiempo.
PSiendo en aquel momento más aceptada la teoría corpuscular de
Newton que rechaza la teoría ondulatoria al no poder explicar el
fenómeno de la difracción.
PApoya la teoría ondulatoria de Huygens pero hace una corrección
la luz no tiene naturaleza de onda longitudinal sino transversal.
PLa luz tiene naturaleza ondulatoria y esta constituida por ondas
transversales.
5. Teoria electromagnetica de Maxwell
P La luz no es una onda mecánica sino una onda
electromagnética de alta frecuencia.
P Por lo tanto no necesita de un medio material elástico
para propagarse.
P Las ondas luminosas consisten en la propagación, sin
necesidad de soporte material alguno, de un campo
eléctrico y un campo magnético perpendiculares
entre sí y a la dirección de propagación.
6. E h J s= ⇒ = −
h f 6 63 10 34
.
Naturaleza corpuscular de la luz segun Einstein.
PLa luz esta formada por un haz de pequeños
corpúsculos o cuantos de energía también llamados
fotones. Es decir, en los fotones esta concentrada la
energía de la onda en lugar de estar distribuida de
modo continuo por toda ella.
PLa energía de cada uno de los fotones es proporcional
a la frecuencia de la luz:
Ph es la constante de Planck.
7. Naturaleza dual de la luz
P La luz tiene una doble naturaleza: corpuscular y
ondulatoria.
P Se propaga mediante ondas electromagneticas y
presenta los fenomenos tipicamente ondulatorios,
pero en su interación con la materia, en ciertos
fenomenos de intercambio de energia, manifiesta un
caracter corpuscular.
P En un fenomeno concreto se comporta o como onda
o como particula.
P Esta naturaleza dual de la luz fue propuesta por del
fisico frances Luis de Broglie y constituye uno de los
fundamentos basicos de la fisica moderna.
8. λ = =
h
p
h
mv
Hipotesis de De Broglie
PDe Broglie basandose en la dualidad onda-corpúsculo
de la luz, extiende este comportamiento dual también
a la materia.
PSugiere que toda partícula lleva asociada una onda
cuya longitud de onda es 8 y recibe el nombre de
longitud de onda de De Broglie de una partícula o
longitud de onda asociada a una partícula.
PLas partículas materiales, pues, tienen propiedades
semejantes a las ondas.
9. Ondas electromagneticas
P Las ondas electromagneticas son transversales y
consisten en la propagación, sin necesidad de
soporte material alguno, de un campo eléctrico y
de un campo magnético perpendiculares entre sí
y a la dirección de propagación.
10. [ ]
[ ]
E E t kx N C
B B t kx T
= − ⇒
= − ⇒
0
0
sen
sen
ω
ω
/
Caracteristicas de las ondas electromagnéticas I
P Son originadas por cargas eléctricas aceleradas.
P Consisten en la variación periódica del estado
electromagnético del espacio
P No necesitan de soporte material para propagarse.
P En ellas los vectores de los campos electrico y
magnético varian sinusoidalmente con el tiempo y
la posicion, por lo que les son aplicables las
ecuaciones de las ondas armonicas
11. velocidad de propagacion de la onda
E
B
c c= ⇒ =
c
constante dielecrica del vacio
permeabilidad magnetica del vacio
= ⇒
⇒
⇒
1
0 0
0
0ε µ
ε
µ
Caracteristicas de las ondas electromagnéticas II
P Los modulos de los vectores E y B, en una posición y
en un tiempo determinados, cumplen:
P La velocidad de las ondas electromagnéticas depende
del medio de propagación.
P Su velocidad en el vacio viene dado por la expresión:
12. Espectro electromagnetico
P Llamamos espectro electromagnetico a la
secuencia de todas las ondas electromagneticas
conocidas, ordenadas segun longitud de onda o
su frecuencia.
13. velocidad
m
s
de la luz c⇒ = 3 108
Propagacion rectilinea de la luz
P La luz, de naturaleza ondulatoria, se propaga
siguiendo trayectorias rectilineas que llamamos
rayos.
P Un rayo luminoso es una linea perpendicular a la
superficie de onda y que determina la dirección
de propagación de ésta.
14. Reflexión y refracción
PCuando una onda llega a una superficie reflectante
cambia su dirección de propagación, a este fenómeno
se llama reflexión. Los ángulos que forman los frentes
de onda incidente y reflejado con la superficie
reflectante son iguales.
PLa refracción se produce cuando una onda llega a una
superficie de separación de dos medios de
propagación distintos. La onda atraviesa la superficie
de separación y se propaga por el segundo medio,
modificando su velocidad de propagación y la dirección
de la misma.
15. Normal
onda
refractada
onda
reflejada
onda
incidente
medio 1
medio 2
i i´
r
P i: ángulo incidente
P r: ángulo refectado
P i´: ángulo reflejado
LEn general cuando una onda llega a una superficie
de separación de dos medios, se producen los dos
fenómenos: reflexión y refracción, simultáneamente.
16. n c m / s8
= ⇒ =
c
v
3 10
n21
2
1
1
2
= =
n
n
v
v
Indice de refracción: n
L Se denomina indice de refracción absoluto de un
medio material a la relación entre la velocidad de
la luz en el vacío c y la velocidad de la luz en el
medio v:
L Se denomina indice de refracción relativo del medio
2 respecto del medio 1, a:
18. λ =
v
f
n
f
f
= = =
c
v
λ
λ
λ
λ
0 0
Relación entre n, f, 8888
L n: indice de refracción
L f: frecuencia
L 8: longitud de onda
L 80: longitud de onda en el vacio
Al propagarse la luz en un medio material su frecuencia
no varia.
19. Leyes de la reflexión y refracción
L Reflexión:
P El rayo incidente, el reflejado y la normal se
encuentran en un mismo plano
P El ángulo de incidencia es igual al de reflexión
L Refracción:
P El rayo incidente, el refractado y la normal se
encuentran en un mismo plano
P Ley de Snell (ver la siguiente diapositiva)
20. seni
senr
v
v
n
n
$
$
= =1
2
2
1
$
$
i angulo inc n indice de
r angulo ref n indice de
⇒ ⇒
⇒ ⇒
idente refraccion del medio 1
ractado refraccion del medio 2
1
2
Leyes de Snell
L El cociente entre los senos de los ángulos que
forman el frente de onda incidente y el refractado
con la superficie de separación es igual al cociente
entre las velocidades de propagación de dichos
medios.
21. Reflexión total
U Cuando el rayo refractado se aleja de la
normal aparece el fenómeno conocido como
reflexión total, que se produce a partir de
cierto ángulo conocido como ángulo limite.
U El ángulo limite es aquel ángulo de incidencia
al que corresponde un ángulo de refracción
de 90º .
U Y se cumple: sen "i = n2 / n1
23. Prisma II
P n1 = indice de refracción del exterior
P n2 = indice de refracción del prisma
P i = ángulo incidente de la 1ª reflexión
P i´ = ángulo incidente de la 2ª reflexión
P r = ángulo refractado de la 1º refracción
P r´ = ángulo refractado de la 2ª refracción
P " = ángulo del prisma.
Los angulos de reflexión y refracción se miden con
respecto a la normal
24. Ley de Snell para la 1ª refracccion
ll para la 2ª refraccion
r
viacion = i + r' -
⇒ =
⇒
′
′
=
= ′ +
⇒
sen i
sen r
n
n
Ley de Sne
sen i
sen r
n
n
i
Maxima des
2
1
1
2
ϕ
δ ϕ
Prisma III
25. Polarización (ver fenomenos ondulatorios)
P Una onda no está polarizada cuando son igualmente
posibles todas las direcciones de oscilacion de las
particulas del medio a lo largo del tiempo; o bien
cuando la onda esta formada por la superposicion de
muchas ondas cuyas vibraciones tiene lugar en
distintas direcciones, como en el caso de la luz.
P En caso contrario hablamos de ondas polarizadas.
P Solo se pueden polarizas las ondas transversales
como por ejemplo: la luz.
Recordar:
26. Polarización lineal
PUn haz luminoso está polarizado linealmente si las
oscilaciones del campo electrico tienen lugar siempre en la
misma dirección.
PEl plano de polarización de una onda electromágnetica
polarizada linealmente es el determinado por la dirección de
propagación y la dirección de vibración del vector intensidad
de campo electrico E.
PLa luz natural no se encuentra polarizada º ya que las
direcciones de vibración posibles para el campo electrico
son infinitas y cambian aleatoriamente según el instante de
tiempo considerado.
PPara lograr luz polarizada linealmente se deben eliminar
todas las vibraciones del campo electrico excepto las que
tiene lugar en una dirección determinada.
27. tg i n=
Polarización por reflexión
P Cuando la luz incide sobre una superficie pulimentada,
la luz reflejada está total o parcialmente polarizada,
dependiendo del angulo de incidencia.
P La polarización es total cuando el rayo refractado y el
reflejado forman un angulo de 90º y esto ocurre para
un angulo incidente que cumpla que:
P A ese angulo de incidencia se le denomina angulo de
polarización o angulo de Brewster.
P Ley de Brewster: La polarización es total cuando la
tangente del angulo de incidencia es igual al indice de
refracción del medio en que tiene lugar la refracción.
