viernes, 30 de agosto de 2019

La luz y el espectro electromagnético. Conceptos relativos a la luz. Color. Cualidades de la luz Sistema visual humano. Ionización de los fluidos. Radiaciones no ionizantes. Radiaciones ionizantes.


LA LUZ Y EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
    LA REFRACCIÓN: es el cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio. Este fenómeno se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes rapideces según el medio por el que viaja. El cambio de dirección es mayor, cuanto mayor es el cambio de rapidez, ya que la luz prefiere recorrer las mayores distancias en su desplazamiento por el medio que vaya más rápido. La ley de Snell relaciona el cambio de ángulo con el cambio de rapidez por medio de los índices de refracción de los medios.
  
PROPAGACIÓN Y DIFRACCIÓN: Una de las propiedades de la luz más evidentes a simple vista es que se propaga en línea recta. Lo podemos ver, por ejemplo, en la propagación de un rayo de luz a través de ambientes polvorientos o de atmósferas saturadas. La óptica geométrica parte de esta premisa para predecir la posición de la luz, en un determinado momento, a lo largo de su transmisión.  De la propagación de la luz y su encuentro con objetos surgen las sombras. Si interponemos un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación una pantalla, obtendremos sobre ella la sombra del cuerpo. Si el origen de la luz o foco se encuentra lejos del cuerpo, de tal forma que, relativamente, sea más pequeño que el cuerpo, se producirá una sombra definida. Si se acerca el foco al cuerpo surgirá una sombra en la que se distinguen una región más clara denominada penumbra y otra más oscura denominada umbr Sin embargo, la luz no siempre se propaga en línea recta. Cuando la luz atraviesa un obstáculo puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. Este fenómeno, denominado difracción, es el responsable de que al mirar a través de un agujero muy pequeño todo se vea distorsionado o de que los telescopios y microscopios tengan un número de aumentos máximo.  INTERFERENCIA: La forma más sencilla de estudiar el fenómeno de la interferencia es con el denominado experimento de Young que consiste en hacer incidir luz monocromática (de un solo color) en una pantalla que tiene rendija muy estrecha. La luz difractada que sale de dicha rendija se vuelve a hacer incidir en otra pantalla con una doble rendija. La luz procedente de las dos rendijas se combina en una tercera pantalla produciendo bandas alternativas claras y oscuras.   El fenómeno de las interferencias se puede ver también de forma natural en las manchas de aceite sobre los charcos de agua o en la cara con información de los discos compactos; ambos tienen una superficie que, cuando se ilumina con luz blanca, la difracta, produciéndose una cancelación por interferencias, en función del ángulo de incidencia de la luz, de cada uno de los colores que contiene, permitiendo verlos separados,       REFLEXIÓN DISPERSIÓNAl incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido retiene unos instantes su energía y a continuación la remite en todas las direcciones. Este fenómeno es denominado reflexión. Sin embargo, en superficies ópticamente lisas, debido a interferencias destructivas, la mayor parte de la radiación se pierde, excepto la que se propaga con el mismo ángulo que incidió. Ejemplos simples de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un río (que tiene el fondo oscuro).


La luz también se refleja por medio del fenómeno denominado reflexión interna total, que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que su rapidez es más lenta a otro más rápido, con un determinado ángulo. Se produce una refracción de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente. Esta reflexión es la responsable de los destellos en un diamante tallado. Cuando la luz es reflejada difusa e irregularmente, el proceso se denomina dispersión. Gracias a este fenómeno podemos seguir la trayectoria de la luz en ambientes polvorientos o en atmósferas saturadas. El color azul del cielo se debe a la luz del sol dispersada por la atmósfera. El color blanco de las nubes o el de la leche también se debe a la dispersión de la luz por el agua o por el calcio que contienen respectivamente.
   POLARIZACIÓN: El fenómeno de la polarización se observa en unos cristales determinados que individualmente son transparentes. Sin embargo, si se colocan dos en serie, paralelos entre sí y con uno girado un determinado ángulo con respecto al otro, la luz no puede atravesarlos. Si se va rotando uno de los cristales, la luz empieza a atravesarlos alcanzándose la máxima intensidad cuando se ha rotado el cristal 90° sexagesimal respecto al ángulo de total oscuridad.  También se puede obtener luz polarizada a través de la reflexión de la luz. La luz reflejada está parcial o totalmente polarizada dependiendo del ángulo de incidencia. El ángulo que provoca una polarización total se llama ángulo de Brewster. Muchas gafas de sol y filtros para cámaras incluyen cristales polarizadores para eliminar reflejos molestos
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
La naturaleza de la luz ha sido estudiada desde hace muchos años por científicos tan notables como Newton y Max Plank. Para los astrónomos conocer la radiación electromagnética es un elemento clave debido a que toda la información que obtenemos de las estrellas nos llega a través del estudio de la radiación que recibimos de ellas. Como se ha dicho antes la naturaleza de la luz ha sido interpretada de diversas maneras. (BV, 2014)
CONCEPTOS RELATIVOS A LA LUZ. COLOR.
La dualidad onda partícula de la luz es una de las características de la luz menos comprendidas. De una parte su naturaleza ondulatoria no ofrece ninguna duda por los fenómenos de interferencia y, por otra parte, el comportamiento de la luz como partícula deducido del efecto fotoeléctrico es curioso, porque yo no veo nada raro ni ninguna partícula en una vibración que haga una bola saltar una pequeña barrera en una superficie a partir de cierta energía. . La incógnita sigue siendo la eterna pregunta de qué es la luz o si la luz tiene masa o no. Según la física relativista y la Mecánica Cuántica un fotón de la luz es una partícula sin masa. Claro que otro problema de laFísica Moderna es que tampoco se sabe muy bien qué es la masa, y así sucesivamente. El concepto de luz como una partícula abstracta parece más del ámbito de la filosofía que de la ciencia. La definición de luz más adecuada de la Física Moderna sería un campo de fuerzas matemático o abstracto que se reproduce a sí mismo en un espacio vacío. Después hay todo tipo de singularidades, de incertidumbres y de versiones. Desde viajes en el tiempo hasta efectos de otras dimensiones. La falta de un concepto claro de la luz y la masa se agrava con la famosa ecuación de Einstein de transformación de masa en energía y viceversa E = m c². El cerebro acaba por creérselo literalmente y parece que son DOS COSAS TOTALMENTE INTERCAMBIABLES Y QUE LA NATURALEZA DE LA LUZ Y DE LA MASA DEBE SER LA MISMA.
LA LUZ EN LOS FENÓMENOS DE CREACIÓN DE MASA Y ONDINA.
La masa para el Modelo Estándar de la Mecánica Cuántica es un misterio y, ahora que se ha encontrado la partícula de Higgs, que se supone es la que aporta la masa a las partículas con masa, el misterio continúa.
En la Mecánica Global, la masa será la materia reticular comprimida debido a la energía electromagnética o energía de torsión transversal sobre la globina. Así, la energía de torsión se transforma en energía reversible de compresión y energía de tensión de la curvatura longitudinal o energía potencial gravitatoria. La transformación de globina en masa es simultánea con la transformación de un tipo de energía elástica en otro. La ondina es un tipo de masa, por ser materia comprimida, muy inestable que se corresponde con los electrones. Para desplazarse de una órbita a otra los electrones se convierten en energía electromagnética hasta que se vuelve a comprimir la materia reticular, relajando las diferencias de la tensión transversal y consiguiendo un nuevo punto de equilibrio gravito-magnético. La teoría del todo incorpora una nueva teoría del átomo con las características citadas de los electrones.
La luz visible, es decir las ondas electromagnéticas para las cuales el ojo humano esta adaptado, se encuentran entre longitudes de onda de 400 nm (violeta) y 700 nm (rojo). Como lo predijeron las ecuaciones de Maxwell existen longitudes de onda por encima y por debajo de estos límites. Estas formas de "luz invisible" se han encontrado y organizado de acuerdo a sus longitudes de onda en el espectro electromagnético. Si las ondas electromagnéticas se organizan en un continuo de acuerdo a sus longitudes obtenemos el espectro electromagnético en donde las ondas más largas (longitudes desde metros a kilómetros) se encuentran en un extremo (Radio) y las más cortas en el otro (longitudes de onda de una billonésima de metros) (Gamma).
CUALIDADES DE LA LUZ SISTEMA VISUAL HUMANONIZACIÓN DE LOS FLUIDOS.
Según su comportamiento ante la luz, los medios se pueden clasificar en:
•       Transparentes: Dejan pasar una gran parte de la luz que les llega y permiten ver los objetos a través de ellos. Ejemplos: Agua, aire y vidrio. • Opacos: No dejan pasar la luz. Ejemplos: Madera y metal.
•       TRANSLÚCIDOS: Sólo dejan pasar una parte de la luz que reciben. Los objetos visibles se muestran borrosos a través de ellos. Ejemplos: Vidrio esmerilado y algunos plásticos
La luz es una onda que se propaga en las tres direcciones del espacio. Para estudiar sus efectos se emplean líneas perpendiculares a las ondas, que indican la dirección de propagación. Es lo que denominamos rayos. En un medio que sea homogéneo, la luz se propaga en línea recta, lo cual explica la formación de sombras y penumbras. Por ello, cuando iluminamos un objeto con un foco grande y observamos la imagen en una pantalla podemos distinguir:
-       Zona de sombra, que no recibe ningún rayo.
-       Zona de penumbra, que recibe sólo parte de los rayos.
-       Zona iluminada, que recibe todos los rayos que proceden del foco de luz.
De esta forma se pueden explicar el eclipse de Sol y el eclipse de Luna.
EL SISTEMA VISUAL HUMANO ESTÁ COMPUESTO POR:

EL OJO:  El ojo humano puede considerarse un sistema óptico (conjunto de superficies que separan medios con diferente índice de refracción), que permite formar la imagen de objetos exteriores en el plano de la retina. En cierto modo podemos asimilar el ojo humano a una cámara fotográfica convencional, en la que el plano en el que se sitúa el sensor de imagen (o la película fotográfica, en el caso de las cámaras más antiguas) se corresponde con la retina. La córnea y el cristalino son los dos componentes ópticos del ojo humano que modifican las trayectorias de la luz haciendo que la imagen se forme en el plano retiniano, como hacen las lentes que constituyen el objetivo de una cámara fotográfica. Entre la córnea y el cristalino hay una sustancia líquida llamada humor acuoso. Antes del cristalino tenemos el iris, cuya abertura central (pupila) puede variar de tamaño, lo que permite regular la cantidad de luz que entra en el ojo. El humor vítreo es una sustancia gelatinosa que ocupa el 80% del globo ocular: toda la zona comprendida entre el cristalino y la retina. La zona de la retina que permite una visión con el máximo detalle o resolución se conoce con el nombre de fóvea. Las señales producidas cuando la luz actúa sobre los pigmentos existentes en los fotorreceptores de la retina salen del ojo por medio del nervio óptico, que agrupa alrededor de un millón de fibras para cada retina. 
RADIACIONES NO IONIZANTES.-RADIACIONES IONIZANTES.
CLASIFICACIÓN DE LAS RADIACIONES
Las radiaciones, atendiendo a su energía, se clasifican en radiaciones ionizantes y no ionizantes.
·         RADIACIONES IONIZANTES. Corresponden a las radiaciones de mayor energía (menor longitud de onda) dentro del espectro electromagnético. Tienen energía suficiente como para arrancar electrones de los átomos con los que interaccionan, es decir, para producir ionizaciones.
·         RADIACIONES NO IONIZANTES. Son aquellas que no poseen suficiente energía para arrancar un electrón del átomo, es decir, no son capaces de producir ionizaciones.
RADIACIONES NO IONIZANTES: Las radiaciones no ionizantes son de baja energía, es decir, no son capaces de ionizar la materia con la que interaccionan. Estas radiaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos:
RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS. A este grupo pertenecen las radiaciones generadas por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de las telecomunicaciones.
RADIACIONES ÓPTICAS. Pertenecen a este grupo los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiación ultravioleta.
LA RADIACIÓN SOLAR
El Sol proporciona la energía necesaria para que exista vida en la Tierra. El Sol emite radiaciones a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación solar alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas son absorbidas por los gases de la atmósfera, fundamentalmente por el ozono.
TIPOS DE RADIACIÓN EMITIDA POR EL SOL
INFRARROJA. Esta parte del espectro está compuesta por rayos invisibles que proporcionan el calor que permite mantener la Tierra caliente.
visible. Esta parte del espectro, que puede detectarse con nuestros ojos, nos permite ver y proporciona la energía a las plantas para producir alimentos mediante la fotosíntesis.
ULTRAVIOLETA. No podemos ver esta parte del espectro, pero puede dañar nuestra piel si no está bien protegida, pudiendo producir desde quemaduras graves hasta cáncer de piel.



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