Los negocios importantes

F´ısica
Gu´ıa de Materia
´ n de la luz
Propagacio
´ dulo Comu
´n
Mo
I Medio

www.puntajenacional.cl

´ s Melgarejo, Vero
´ nica Saldan
˜a
Nicola
Licenciados en Ciencias Exactas, U. de Chile
Estudiantes de Licenciatura en Educaci´on, U. de Chile

1.

Naturaleza de la luz

A trav´es de la historia son muchos los cient´ıficos que han intentado dar explicaci´on al fen´
omenocotidiano de la luz. Plat´
on dijo que nuestros ojos emit´ıan part´ıculas que al llegar a los objetos los hac´ıan
visibles. Por otro lado, Arist´
oteles describi´o a la luz como un flujo inmaterial que se propaga entre el
ojo y el objeto. Pero estas teor´ıas no llegaron a explicar algunos fen´omenos simples como la reflexi´
on y
refracci´
on.
Antes del siglo XIX Newton consider´
o la luzcomo una corriente de part´ıculas emitidas por la fuente
de luz, las que a su vez estimulaban el ojo, esto u
´ltimo se conoce como la Teor´ıa corpuscular con la que
se pudo dar respuesta a la reflexi´
on y refracci´
on de forma simple.
Contempor´aneo a Newton era Christian Huygens quien mostr´o que si se considera a la luz como una
onda tambi´en es posible demostrar la refracci´
on yreflexi´
on. Esta Teor´ıa ondulatoria de la luz no fue
aceptada de forma inmediata por la comunidad cient´ıfica, hasta que Thomas Young demostr´
o que en
ciertas condiciones la luz exhibe un comportamiento de interferencia, esto es, en algunos puntos de la
vecindad entre dos fuentes lum´ınicas, las ondas de luz se combinan pudi´endose observar interferencias
destructivas y constructivas, fen´omeno propio de las ondas.
Maxwell en 1.873 demostr´
o que la luz es una onda electromagn´etica de alta frecuencia, y predijo que
estas ondas deben tener una velocidad de 3·108 [m/s], lo que fue confirmado experimentalmente por Hertz,
quien demostr´o adem´
as que la luz se refleja, refracta y tiene todas las propiedades de una onda. Aunque
es posible explicar gran parte de los fen´
omenos´opticos, la Teor´ıa ondulatoria es incapaz de explicar el
fen´
omeno fotoel´ectrico.
El fen´
omeno fotoel´ectrico corresponde a la emisi´on de electrones por algunos metales al ser expuestos
a una fuente lum´ınica y fue explicado con el concepto de cuantizaci´
on de Albert Einstein, el cual propone
que la energ´ıa de una onda de luz se presenta en “paquetes” de energ´ıa llamados fotones, loque da una
idea de luz cuantizada. En la actualidad la luz se considera con una naturaleza dual, esto es, en ocasiones
la luz se comporta como onda y en otras como part´ıcula.

2.

Caracter´ısticas de la luz
Es una onda electromagn´etica de alta frecuencia.
Est´a compuesta por part´ıculas sin masa llamadas fotones, las que contienen energ´ıa.
Tiene una naturaleza dual: se comporta como onday tambi´en como part´ıcula.
Es una manifestaci´
on de la energ´ıa.
Gracias a su naturaleza electromagn´etica, no necesita de un medio material para propagarse, a
diferencia del sonido.
La velocidad de cualquier onda electromagn´etica, en particular de la luz, es finita y depende del
medio. En el vac´ıo esta velocidad es igual a 3 · 108 [m/s] o , lo que es suficiente para dar 7,5 vueltas
ala Tierra en un segundo.
En un medio homog´eneo la luz se propaga en l´ınea recta, siendo un caso puntual del Principio de
Fermat.
• Principio de Fermat: El trayecto seguido por la luz al propagarse es tal que el tiempo empleado
es m´ınimo.
Es posible representar la luz por rayos, los que pueden ser divergentes, convergentes o paralelos.
2

Se llama haz de luz a un conjunto de rayos.3.

Reflexi´
on

Fen´omeno que sucede cuando un haz de luz choca con una superficie, y parte del haz luminoso
vuelve a propagarse por el mismo medio por el que ven´ıa, pero en otra direcci´on. Cumple con la ley de
reflexi´
on descrita anteriormente, es decir, el ´angulo del haz incidente es igual al ´angulo del haz reflejado.
Recordemos que los ´
angulos son medidos respecto de la...