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La luz

abril 18, 2020
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  1. La luz es una ola
  2. La luz es una onda periódica
  3. La luz es un fenómeno electromagnético.
  4. Frecuencias de luz visible.
  5. Períodos de luz visible
  6. Longitud de onda de la luz visible
  7. Correspondencia entre frecuencia, periodo y longitud de onda.
  8. Luz monocromática
  9. Luz policromática
  10. ¿Por qué es visible la luz visible? (visible)

La luz es una ola

Al igual que el sonido y las olas en la superficie del mar, la luz es una onda que se propaga, por lo que no corresponde al «flujo» de materia sino a la transmisión progresiva de una «perturbación» que afecta temporalmente a un punto en el espacio antes de este punto, luego transmite esta «perturbación» a los puntos cercanos y encuentra su estado de equilibrio (a menos que se vea afectado por una nueva ola), luego cada nuevo punto alcanzado por la ola actúa de la misma manera y permite que la ola progrese …

Observaciones

  • En realidad, la mecánica cuántica (fuera del segundo programa) nos enseña que la luz, como cualquier onda y como cualquier materia, puede describirse desde una onda, pero también desde un punto de vista corpuscular. En otras palabras, puede considerarse como una onda o como un flujo de partículas (en este caso fotones) que tienen una energía definida (cuantificada).
  • El término «perturbación» designa la variación de un parámetro físico.

La luz es una onda periódica

La luz es parte de las ondas «periódicas», lo que significa que las «perturbaciones» que se propagan se repiten de manera regular e idéntica. Por lo tanto, la luz es como cualquier fenómeno periódico caracterizado por un período (T) y una frecuencia (ν)

Además, como cualquier onda periódica, la luz también se caracteriza por su longitud de onda λ. Nota

La frecuencia de un fenómeno periódico generalmente se observa «f», pero en el caso particular de la luz y las ondas electromagnéticas en general, se decidió adoptar una notación particular: la letra griega desnuda (ν)

La luz es un fenómeno electromagnético.

Las «perturbaciones» transmitidas cuando la luz se propaga son de naturaleza magnética y eléctrica (para ser más precisos, se trata de «Campo» eléctrico y magnético pero estas cantidades solo se estudiarán en la primera S). Por lo tanto, calificamos la luz como una onda electromagnética.

Frecuencias de luz visible.

La frecuencia de la luz visible está en el rango de 385 THz (TeraHertz) a 789 THz ya sea de 0.385 PHz (PetaHertz) a 0.789 PHz o de 3.85.1014 Hz a 7.89.1014 Hz

Nota: Los límites de estos intervalos pueden variar en unas pocas decenas de Thz de acuerdo con las fuentes, el espectro de la luz es continuo, no hay un límite bien definido entre los dominios visibles e invisibles, así como tampoco hay límite nítido entre los diferentes colores que forman el espectro visible. La frecuencia de una luz corresponde a la inversa de su período, por lo tanto, es posible deducir su valor gracias a la siguiente relación: f = 1 / T donde la frecuencia f está en hercios y el período en segundos. La frecuencia de una onda electromagnética también se puede expresar como la relación de la velocidad «c» de esta onda por su longitud de onda, por lo que podemos calcularla usando la siguiente fórmula: f = c / λ donde la frecuencia está en hercios, la velocidad en metros por segundo y la longitud de onda en metros.

Períodos de luz visible

La luz visible se caracteriza por un período entre 1.27.10-15 sy 2.60.10-15 s ya sea de 1.27 a 2.60 femtosegundos (fs)

El mismo comentario que para el intervalo de frecuencia (y el de la longitud de onda): los límites de este intervalo difieren ligeramente según las fuentes de información. El período de luz visible corresponde al inverso del período y, por lo tanto, puede calcularse a partir de la relación: T = 1 / f donde el período es en segundos, la frecuencia en hercios El período también corresponde a la relación de la longitud de onda por la velocidad de la onda, es decir, la relación: T = λ / c donde el período es en segundos, la longitud de onda en metros y la velocidad en metros por segundo.

Longitudes de onda de luz visible

La longitud de onda de la luz visible está en el rango de 380 nm a 780 nm tampoco 0.380 μma 0.780 μm o incluso 3.80.10-7 m en 7.80.10-7 m

Según las fuentes, este intervalo puede diferir en unas pocas decenas de nanómetros para el límite inferior, así como para el límite superior y, en un deseo de simplificarlo, a veces se mantiene un intervalo que va desde 400 nm a 800 nm Las longitudes de onda más cortas en este rango corresponden al azul – púrpura, mientras que las más largas coinciden con el rojo. Es posible determinar la longitud de onda de una luz a partir de su período gracias a la relación: λ = c. T donde la longitud de onda λ está en metros, la velocidad de la luz está en metros por segundo y el período en segundos La longitud de onda también se puede calcular a partir de su frecuencia utilizando la fórmula: λ = c / ν donde la longitud de onda está en metros, la velocidad en metros por segundo y la frecuencia (ν) en hercios.

Correspondencia entre frecuencia, periodo y longitud de onda para luces visibles

Como ya se ha especificado, las variaciones de colores dentro del espectro visible son continuas, por lo tanto, no hay un límite claro entre los diferentes colores y los intervalos proporcionados aquí pueden diferir ligeramente de otras fuentes.

Luz monocromática

Se dice que una luz es monocromática si es una luz de color puro caracterizada por una sola longitud de onda.

Las fuentes de luz monocromáticas son raras, el mejor ejemplo es el láser

Luz policromática

Están formados por una mezcla de ondas electromagnéticas que tienen varias (al menos dos) longitudes de onda.

La luz blanca es necesariamente policromática, como la de fuentes calientes (llama, material incandescente).

¿Por qué es visible la luz visible? (visible)

La luz que calificamos como visible solo corresponde a un intervalo reducido de frecuencias, fuera del cual existen otras ondas no perceptibles por el detector óptico que constituye el ojo humano. Esto explota las células fotosensibles que recubren su retina que son capaces de reaccionar a la llamada radiación visible pero no a las demás. La evolución biológica ha favorecido la percepción de luces cuyas longitudes de onda varían de aproximadamente 380 nm a 780 nm simplemente porque nuestra estrella (el Sol) emite radiación cuya intensidad de luz máxima corresponde a una longitud de La onda de 500 nm está aproximadamente en el centro del rango de luz visible. Es probable que si nuestra estrella hubiera sido más cálida y hubiera tenido una intensidad máxima en una longitud de onda más baja, el espectro visible se hubiera desplazado hacia longitudes de onda más cortas (hacia ultravioleta).

Más allá del intervalo de longitud de onda al que corresponde la luz visible, hay ondas electromagnéticas no perceptibles, entre los campos cercanos podemos citar:

  • Infrarrojo con frecuencias más bajas que las del rango visible y en particular las del color rojo (de ahí su nombre)
  • Ultravioleta que tiene frecuencias más altas que las del rango visible y en particular la de violeta (de ahí su nombre)
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