La REFRACCIÓN es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen indices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda.
Cuando un rayo se refracta al pasar de un medio a otro, el angulo de refraccion con el que entra es igual al angulo en que sale al volver a pasar de ese medio al medio inicial.
EXPLICACIÓN FÍSICA
lápiz quebrado debido a la refracción
Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie.
Esta desviación en la dirección de propagación se explica por medio de la ley de snell . esta ley, así como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencias del principio de fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido óptico de menor tiempo.
Por otro lado, la velocidad de la penetración de la luz en un medio distinto del vació esta en relación con la longitud de la onda y, cuando un haz de luz blanca pasa de un medio a otro, cada color sufre una ligera desviación. Este fenómeno es conocido como dispersión de la luz. Por ejemplo, al llegar a un medio mas denso, las ondas mas cortas pierden velocidad sobre las largas.
como por ejemplo:
cuando la luz blanca atraviesa un prisma
las longitudes de onda corta son hasta 4 veces mas dispersadas que las largas lo cual explica que el cielo se vea azulado, ya que para esa gama de colores el indice de refracción es mayor y se dispersa mas.
En la refracción se cumple las leyes deducidas por Huygens que rigen todo el movimiento ondulatorio:
♦ El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano.
♦ Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, entendiendo por tales los que forman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con la perpendicular (llamado Normal) a la superficie se separación trazada en el punto de incidencia.
La velocidad de la luz depende del medio que atraviese, por lo que es mas lenta cuanto mas denso sea el material y viceversa. Por ello, cuando la luz pasa de un medio menos denso (aire) a otro mas denso (cristal), el rayo de luz es refractado acercándose a la normal y por lo tanto, el angulo de refracción sera mas pequeño que el angulo de incidencia. Del mismo modo, si el rayo de luz pasa de un medio mas denso a uno menos denso, sera refractado alejándose de la normal y, por tanto, el angulo de incidencia sera menor que el de refracción.
INDICE DE REFRACCIÓN
ANGULO CRITICO: Cualquier rayo que incida con un angulo θ1 mayor al angulo critico θc correspondiente a ese par de sustancias, se reflejara en la interfase en lugar de refractarse.
LEY DE REFRACCIÓN DE SNELL
La relación entre el seno del angulo de incidencia y el seno del angulo de refracción es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la onda en el segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del indice de refracción del primer medio por el seno del angulo de refracción. Donde: n1= indice de refracción del primer medio, θ1= angulo de incidencia, n2= indice de refracción del segundo medio y θ2= angulo de refracción.
ALGUNAS APLICACIONES DE LA REFRACCIÓN
Esperamos que les guste este vídeo ya que hace varios experimentos de la aplicación de refracción y es muy educativo para que lo intenten hacer...
esperamos que sea de su agrado
DISPERSIÓN DE LA LUZ
Se denomina dispersión al fenómeno de separación de las ondas de distinta frecuencia al atravesar un material. Todos los medios materiales son mas o menos dispersivos, y la dispersión afecta a todas las ondas; por ejemplo, a las ondas sonoras que se desplazan a través de la atmósfera, a las ondas de radio que atraviesan el espacio interestelar o a la luz que atraviesa el agua, el vidrio o el aire.
Se habla de dispersión, en términos generales, como el estado de un solido o de un gas cuando contienen otro cuerpo uniformemente repartido en una masa (equivalente de disolución, que concierne a los líquidos).
Cuando un haz de la luz blanca que procede de el sol atraviesa un prisma de cristal, las distintas radiaciones monocromáticas son tanto mas desviadas por la refracción cuanto menor es su longitud de onda. de esta manera, los rayos rojos son menos desviados que los violáceos y el haz primitivo de luz blanca, así ensanchado por el prisma, se convierte en un espectro electromagnético en el cual las radiaciones coloreadas se hallan expuestas sin solución de continuidad, en el orden de su longitud de onda, que es el de los siete colores ya propuestos por ISAAC NEWTON: violeta, índigo, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo ( así como el ultravioleta y el infrarrojo, que no son directamente visibles por el ojo humano, pero que impresiona las placas fotográficas ).
en este vídeo se muestra un ejemplo de la dispersión del a luz esperamos que con este vídeo se aclaren las dudas sobre este DISPERSIÓN DE LUZ.
En este vídeo se muestra se muestra una fuente luminosa que transmite un luz blanca esta luz pasa por un lente +20 que es de aumento y esta misma luz pasa por una rendija y luego pasa por otro lente +10 de aumento por ultimo la luz se refleja en el prisma (que esta debidamente puesto en una superficie circular graduada previamente para que así el efecto de la luz al prisma sea mas preciso), y el prisma da una luz que se reflejara un material blanco que en este caso sera nuestra pantalla observamos que la luz ya no es blanca si no de diferentes tipos de colores.
anexo:Para recordar en nuestra vida cotidiana podemos encontrar este acontecimiento de dispersion de luz lo podemos encontrar por ejemplo en una sala de cine el reflector que da las imagenes de la peliculas, una video bin que los utilizamos para nuestras exposciones empresariales o ecolares hasta en los televisores y muchas cosa de nuestra vida cotidiana.
EL COLOR
colores de la aurora boreal como tambien llamada aurora borealis o aurora polar.
Es una percepción visual que es generado por el cerebro al interpretar las señales nerviosas que le envían las fotos receptoras de la retina del ojo y que a su vez interpretan y distinguen las distintas longitudes de onda que captan de la parte visible del espectro electromagnético.
Es un fenómeno fisico-químico asociado a las innumerables combinaciones de la luz, relacionado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético, que perciben los humanos y otros animales a través de los órganos de la visión, como una sensación que nos permite diferenciarlos objetos con mayor precisión.
Todo cuerpo iluminado absorbe una parte de las ondas electromagnéticas y refleja las restantes. Las ondas reflejadas son captadas por el ojo e interpretadas en el cerebro como colores según las longitudes de onda correspondientes. el ojo humano solo percibe las longitudes de onda cuando la iluminación es abundante. A diferencia longitudes de onda captadas en el ojo corresponden distintos colores en el cerebro.
LA VISIÓN es un sentido que consiste en la habilidad de detectar la luz y de interpretarla.
la visión es propia de los animales teniendo estos un sistema dedicado a ella llamado sistema visual. La primera parte del sistema visual se encarga de formar la imagen óptica del estimulo visual en la retina (sistema óptico) donde sus células son las responsables de procesar la información. Las primeras en intervenir son los fotorreceptores, los cuales capturan la luz que incide sobre ellos. Los hay de dos tipos: los conos y los bastones. Otras células de la retina se encargan de transformar dicha luz en impulsos electroquimicos y en transportarlos hasta el nervio óptico. Desde allí, se proyectan al cerebro. En el cerebro se realiza el proceso de formar los colores y reconstruir las distancias, movimientos y formas de los objetos observados.
la visión es propia de los animales teniendo estos un sistema dedicado a ella llamado sistema visual. La primera parte del sistema visual se encarga de formar la imagen óptica del estimulo visual en la retina (sistema óptico) donde sus células son las responsables de procesar la información. Las primeras en intervenir son los fotorreceptores, los cuales capturan la luz que incide sobre ellos. Los hay de dos tipos: los conos y los bastones. Otras células de la retina se encargan de transformar dicha luz en impulsos electroquimicos y en transportarlos hasta el nervio óptico. Desde allí, se proyectan al cerebro. En el cerebro se realiza el proceso de formar los colores y reconstruir las distancias, movimientos y formas de los objetos observados.
Las células sensoriales de la retina reaccionan de forma distinta a la luz y a su longitud de onda.
LOS BASTONES se activan en la oscuridad, y solo permiten distinguir el negro, el blanco y los distintos grises.
LOS CONOS solo se activan cuando los niveles de iluminación son suficientemente elevados. Los conos captan radiaciones electromagnéticas, rayos de luz, que mas tarde darán lugar a impresiones ópticas. Los conos son acumuladores de cuantos de luz, que transforman esta información en impulsos eléctricos del órgano de la vista.
Hay tres clases de conos, cada uno de ellos posee un fotopigmento que sólo detecta unas longitudes de onda concretas, aproximadamente las longitudes de onda que transformadas en el cerebro se corresponden a los colores azul, rojo y verde.
Los tres grupos de conos mezclados permiten formar el espectro completo de luz visible.
FÍSICA DEL COLOR
ESPECTRO VISIBLE POR LOS HUMANOS
SE DENOMINA ESPECTRO VISIBLE A LA REGIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO QUE EL OJO HUMANO ES CAPAZ DE PERCIBIR. A LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA EN ESTE RANGO DE LONGITUDES DE ONDA SE LE LLAMA LUZ VISIBLE O SIMPLEMENTE LUZ. NO HAY LIMITES EXACTOS EN EL ESPECTRO VISIBLE; TÍPICO OJO HUMANO RESPONDERÁ A LONGITUDES DE ONDA DESDE 400 A 700 NM AUNQUE ALGUNAS PERSONAS PUEDE SER CAPACES DE PERCIBIR LONGITUDES DE ONDA DESDE 380 A 780 NM.
El espectro electromagnético esta constituido por todos los
posibles niveles de energía de la luz.
Hablar de energía es equivalente a hablar de longitud de onda, por ello el espectro electromagnético abarca todas las longitudes de onda que la luz puede tener.
De todo el espectro, la porción que el ser humano es capaz de percibir es muy pequeña en comparación con todas las existentes.
Esta región denominada espectro visible, comprende longitudes de onda desde los 380 nm hasta los 780 nm (1nm = 1 nanometro = 0,000001 nm).
La luz de cada una de estas longitudes de onda es percibida en el cerebro humano como un color diferente. Por eso, en la descomposición de la luz blanca en todas sus longitudes de onda, mediante un prisma o por la lluvia en el arco iris, el cerebro percibe todos los colores.
Hablar de energía es equivalente a hablar de longitud de onda, por ello el espectro electromagnético abarca todas las longitudes de onda que la luz puede tener.
De todo el espectro, la porción que el ser humano es capaz de percibir es muy pequeña en comparación con todas las existentes.
Esta región denominada espectro visible, comprende longitudes de onda desde los 380 nm hasta los 780 nm (1nm = 1 nanometro = 0,000001 nm).
La luz de cada una de estas longitudes de onda es percibida en el cerebro humano como un color diferente. Por eso, en la descomposición de la luz blanca en todas sus longitudes de onda, mediante un prisma o por la lluvia en el arco iris, el cerebro percibe todos los colores.
Por tanto, del Espectro visible, que es la parte del espectro electromagnético de la luz solar que podemos notar, cada longitud de onda es percibida en el cerebro como un color diferente.
Newton uso por primera vez la palabra espectro ("apariencia" o "aparición") en 1671 al describir sus experimentos en óptica.
Newton observó que cuando un estrecho haz de luz solar incide sobre un prisma de vidrio triangular con un ángulo, una parte se refleja y otra pasa a través del vidrio y se desintegra en diferentes bandas de colores. También Newton hizo converger esos mismos rayos de color en una segunda lente para formar nuevamente luz blanca. Demostró que la luz solar tiene todos los colores del arco iris.
Cuando llueve y luce el sol, cada gota de lluvia se comporta de igual manera que el prisma de Newton y de la unión de millones de gotas de agua se forma el fenómeno del arco iris.
A pesar que el espectro es continuo y por lo tanto no hay cantidades vacías entre uno y otro color, se puede establecer la siguiente aproximación:
| COLOR | FRECUENCIA | LONGITUD DE ONDA |
| VIOLETA | 668-789 THZ | 380-450 nm |
| BLUE | 631-668 THZ | 450-475 nm |
| CYAN | 606-630 THZ | 476-495 nm |
| GREEN | 526-606 THZ | 495-570 nm |
| YELLOW | 508-526 THZ | 570-590 nm |
| ORANGE | 484-508 THZ | 590-620 nm |
| RED | 400-484 THZ | 620-750 nm |
TEORÍA DEL COLOR
Es un grupo de reglas básicas en la mezcla de colores de luz o pigmento. La luz blanca se puede producir combinando el rojo,el verde y el azul, mientras que combinando pigmentos cyan, magenta y amarillo se produce el color negro.
MODELOS DE COLOR
En su teoría del color, goethe propuso un circulo de color simétrico, el cual comprende el de Newton y los espectros complementarios. En contraste, el circulo de color de newton, con siete ángulos de color desiguales y subtendido, no exponía la simetría y la complementariedad que goethe considero como característica esencial del color. Para newton, solo los colores espectrales pueden considerarse como fundamentales.
El enfoque mas empírico de Goethe le permitió admitir el papel esencial del magenta ( no espectral ) en un circulo de color.
imagen de la visualización de colores cálidos y fríos en el circulo de colores.
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