I-Medio-Fisica-Guia-n-3-Hugo-L

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COLEGIO QUINTO CENTENARIO CORDILLERA 
COORDINACIÓN ACADÉMICA 
Profesor: Hugo Lira 
 
 NOTA 
GUÍA N° 3 DE FÍSICA 1° MEDIO 
 Luz y óptica geométrica 
 
Nombre del alumno(a)………………………………………….…………………………… Curso: 1° Medio………. 
 
Fecha Abril 2020 Puntaje Ideal: 44 ptos. Puntaje Real: 
 
SI TIENES DUDAS NO ESPERES MAS Y ENVIA UN MENSAJE A MI CORREO ELECTRONICO, ME 
PUEDES ENVIAR FOTOS CON TU AVANCE DE TRABAJO O DUDAS 
 
Objetivos: 
 Explicar fenómenos luminosos, como la reflexión, la refracción, la interferencia y el efecto 
Doppler, entre otros, por medio de la experimentación y el uso de modelos, 
considerando: Los modelos corpuscular y ondulatorio de la luz. Las características y la 
propagación de la luz (viaja en línea recta, formación de sombras y posee rapidez, entre 
otras 
 
¿CÓMO SE RELACIONAN LAS ONDAS CON LA LUZ? 
 
I. La luz y su naturaleza 
Ya en la Grecia clásica (siglos V y IV a.C.), se teorizaba respecto de la naturaleza de la luz; por 
ejemplo, la escuela atomista proponía que los objetos emitían imágenes que llegaban hasta el 
alma de las personas a través de los ojos. No obstante, para estudiar la evolución del concepto de 
luz a lo largo de la historia, situaremos como punto de partida el nacimiento de los primeros 
modelos formales. 
Aproximadamente en 1660 dos grandes científicos comenzaron a estudiar la luz: 
 
 
 
 
 
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Profesor: Hugo Lira 
 
 
 
Una evidencia importante de la propagación rectilínea de la luz, es la formación de sombras, tal 
como veremos a continuación. 
 
Actividad 1: 6 PTOS 
Te invito a realizar la siguiente actividad: 
Materiales a utilizar: 
Una cartulina de 20 cm por 40 cm 
Una pelota de tenis o cualquier objeto que se le asimile 
Una linterna o lámpara cuyo foco sea similar al tamaño de la pelota 
Una linterna o el foco de un celular 
Paso 1: 
 Realiza la actividad en una habitación poco iluminada 
 Apoyar la cartulina en un lugar fijo (pantalla). 
 Frente a la cartulina y sobre un pedestal colocar la pelota. 
 Con la linterna o lámpara iluminar la pelota tomando en cuenta que la pelota quede entre 
la linterna y la cartulina, la linterna la pueden acercar o alejar de la pelota hasta que se 
proyecte en la cartulina la sombra de la pelota (sino no posee cartulina utilice la pared de 
una habitación. 
Paso 2: 
El realizar el mismo proceso, pero cambiando de foco (menor al tamaño de la pelota) 
Observemos la siguiente figura. 
 
Si observas lo que ocurre en el paso 1 deberás ver dos tipos de sombras iguales a la silueta de la 
pelota, la primera es de un tono gris intenso casi del tamaño de la pelota y la segunda de un tono 
gris tenue más grande que la sombra más oscura.. 
La primera se denomina sombra y la segunda penumbra. 
 
Para apoyarte en este experimento revisa el libro de texto en página 38 
https://curriculumnacional.mineduc.cl/614/articles-145422_recurso_pdf.pdf 
 
 
1.- ¿Con qué fenómeno natural lo comparas? 
 
 
 
 
 
 
 
2.- Al realizar el paso 2, ¿qué puedes deducir comparando las sombras con el paso 1? 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.- Apoyándose en los modelos ondulatorios y corpusculares (Ver texto anexado al inicio de la 
guía) ¿Qué fenómeno permite que se produzca la sombra? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://curriculumnacional.mineduc.cl/614/articles-145422_recurso_pdf.pdf
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II. ¿Cómo se manifiestan las propiedades 
ondulatorias de la luz? 
 
a) Reflexión 
Cuando una onda lumínica incide en cierto ángulo sobre el límite que separa dos medios, 
es reflejada en el mismo ángulo respecto de la normal. 
Esto corresponde a la Ley de la Reflexión: Angulo incidente es igual al ángulo reflejado, 
tanto el ángulo de incidencia como el ángulo reflejado y la recta normal se encuentran 
en el mismo plano. 
La luz no se refleja igual en todas las superficies, ya que una superficie puede originar una 
reflexión especular o difusa. Estos tipos de reflexiones se explican en las imágenes de la 
derecha: 
 
Si la luz incide sobre 
una superficie pulida 
(como un espejo), 
esta es reflejada en 
la misma dirección, 
lo que permite que 
se formen imágenes 
en ella. 
 
Cuando la luz incide 
sobre una superficie 
muy irregular, esta se 
refleja en múltiples 
direcciones. Por ello, 
no es posible que se 
forme una imagen en 
ella. 
Reflexión total Interna. Cuando la luz pasa de un medio óptimamente más denso, con 
índice de refracción n1, a otro medio óptimamente menos denso, con índice de refracción 
n2, el rayo de luz incidente, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la 
superficie entre ambos medios reflejándose completamente y quedando confinado 
totalmente el haz luminoso en el medio ópticamente más denso por cuyo interior se 
propaga. 
 
Actividad 2: Reflexión de la luz (10 ptos) 
 
 
Para realizar esta actividad necesitarás: 
Materiales: 
Un transportador 
Una cartulina blanca 
Un espejo como se muestra en la figura 
Un laser 
Un lápiz 
Procedimiento: 
Sobre una superficie plana coloca la cartulina, sobre ella fija el transportador con unas 
gotas de pegamento, luego traza una línea perpendicular al ángulo de 90° del 
transportador, fija el espejo con pegamento a la base del transportador como se observa 
en la foto. 
Toma el láser apóyalo en la cartulina y lo enciendes, apunta la luz al espejo, fíjate en qué 
grado del transportador comienza la luz y al reflejarse en el espejo el rayo por cuál de los 
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ángulo pasa, repite esto tantas veces que puedas pero apuntando con el láser de 
diferentes ángulos y registrando los ángulos por donde se refleja. 
Esta actividad te ayudará a responder lo siguiente: 
 
1.- ¿Qué relación observas entre el rayo incidente y el reflejado? 
 
 
2.- Si el rayo incidente es de 90° ¿qué ángulo tendrá el reflejado? 
 
 
3.- Si el rayo incidente es de 0° ¿qué ángulo tendrá el reflejado? 
 
 
4.- Completa la siguiente tabla 
 
ANGULO INCIDENTE ANGULO REFLEJADO 
45° 
70° 
0° 
 
5.- ¿Qué puedes concluir con este experimento de la reflexión? 
 
 
 
 
 
 
b) Refracción 
Si una onda lumínica pasa de un medio a otro que posee diferente densidad, experimenta 
un cambio en su velocidad y, en consecuencia, en su dirección. Este fenómeno es la 
refracción. 
Es importante señalar que cada vez que se produce refracción, también hay reflexión de 
la luz. 
Las características de un determinado medio se representan por un coeficiente adimensional (sin 
unidad) conocido como índice de refracción (n). En general, cada sustancia (a través de la cual la 
luz se puede mover) posee un índice de refracción propio, y se determina como la razón entre la 
rapidez de la luz en el vacío y la rapidez de la luz en el medio de refracción. 
 
 
 
El ángulo del Rayo incidente es igual al 
reflejado respecto de la normal. 
En la refracción , el ángulo refractado 
puede ser mayor o menor al ángulo del 
rayo incidente y esto depende de: 
 
Cuando el rayo pasa de un medio 
menos denso a uno más denso, el 
ángulo refractado es menos al ángulo 
del rayo incidente. 
Si pasa a un medio menos denso, el 
ángulo refractado es mayor 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Un efecto de refracción que puedes apreciar es: 
 
Debido a la refracción, la imagen del lápiz parece 
distorsionarse en el cambio del aire al agua. 
 
Realízalo y observa si se cumple este fenómeno. Indica 
el resultado obtenido 
 
Te dejo un video para que aprecies los efectos de la refracción 
 
https://www.youtube.com/watch?v=gEpyPDBEzJI 
 
 
 
c) Difracción: 
 
 
Si un haz de luz atraviesa una ranuramuy 
fina, puede propagarse en múltiples 
direcciones, convirtiéndose en un nuevo 
foco emisor. 
Este fenómeno es la difracción 
 
 
 
 
d) Interferencia: 
 
 
Si un haz de luz atraviesa una doble 
ranura, se pueden generar dos nuevos 
focos de luz, cuyas ondas se interfieren, 
produciendo un patrón característico. 
Este fenómeno es la interferencia 
Los colores que se forman en una pompa 
de jabón se producen debido a que los 
haces de luz que se reflejan en la 
superficie interna y externa de la burbuja 
se interfieren entre sí. 
 
 
Dejo un video con un resumen de lo visto hasta ahora 
El video tiene como nombre 
LA LUZ ¿ONDA O PARTÍCULA? 
Este link abre directo el documental 
https://www.youtube.com/watch?v=5mRYT9QtAp4 
 
https://www.youtube.com/watch?v=gEpyPDBEzJI
https://www.youtube.com/watch?v=5mRYT9QtAp4
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III. ¿La luz experimenta el efecto Doppler? 
Cuando una fuente luminosa se mueve hacia un observador, la frecuencia percibida es mayor, por 
lo que se ve un color cercano al azul. 
 
 
Si la fuente luminosa se aleja de un observador, la frecuencia percibida será menor, por lo que se 
ve un color cercano al rojo. 
 
Para ver el movimiento en el universo utilizamos un telescopio, por el cual ingresa la luz de los 
objetos observados 
La luz procedente de objetos lejanos es captada por un telescopio y dicha luz es analizada por un 
espectroscopio. 
 
 
Dado que la luz procedente de la mayoría de las galaxias está desplazada al rojo, entonces el 
universo se expande. 
 
Investiga 
¿Qué es un espectroscopio? (2 ptos) 
 
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 
Conoce un poco más de este efecto y su aplicación 
Efecto Doppler 
https://www.youtube.com/watch?v=gxmFMyhPKL4 
 
El Efecto Doppler, Su Relación con el Big Bang y sus Aplicaciones 
https://www.youtube.com/watch?v=dH1WVXRCVQc 
 
Qué significa corrimiento hacia al azul y el rojo 
https://www.youtube.com/watch?v=zI2hLbKK5Z8 
 
Espectroscopia 
https://www.youtube.com/watch?v=CK6EJSrlR_0 
 
 
PREPARATE Y RESPONDE EL SIGUIENTE TEST 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=gxmFMyhPKL4
https://www.youtube.com/watch?v=dH1WVXRCVQc
https://www.youtube.com/watch?v=zI2hLbKK5Z8
https://www.youtube.com/watch?v=CK6EJSrlR_0
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I Selección múltiple (1 pto c/u) 
1 Un observador a través de un telescopio 
capta en el universo un cuerpo luminoso, cuya 
luz es analizada por un espectroscopio y su 
espectro indica que se desplaza hacia el azul 
 
a.- El cuerpo se acerca al observador 
b.- El cuerpo se aleja del observador 
c.- El cuerpo se mantiene sin movimiento 
d.- El cuerpo vibra en su posición 
e.- Ninguna de las anteriores 
 
2 ¿Qué propiedades de la luz, explicaría que 
una cuchara parece “quebrarse” al observarla 
dentro de un vaso con agua? 
 
a.- Dispersión 
b.- Reflexión 
c.- Refracción 
d.- Reflexión 
e.- polarización 
 
3 A qué científico se le atribuye la autoría de la 
Teoría Corpuscular 
 
a.- Galileo 
b.- Fizeau 
c.- Newton 
d.- Roemer 
e.- Ninguno de los anteriores 
 
4 El físico que plantea que la luz se comporta 
como una onda y viaja en un medio 
denominado Éter es: 
 
a.- Isaac Newton 
b.- Thomas Young 
c.- Christian Huygens 
d.- Galileo Galilei 
e.- Niels Böhr 
 
5 Respecto a la luz, es correcto afirmar que: 
I Es de naturaleza electromagnética 
II Es una onda transversal 
III No se propaga en medios materiales 
 
a.- solo I 
b.- Solo II 
c.- solo III 
d.- Solo I y II 
e.- solo I , II y III 
 
6 ¿Cuál de los siguientes hechos está presente 
la refracción? 
I Un niño toma una limonada, al colocar la cuchara 
en el vaso, tiene la impresión que está doblada. 
II La Luna no tiene luz propia, brillas por la luz del 
Sol 
III Un niño logra encender un fósforo empleando 
una lupa al enfocar la luz solar sobre ella. 
a.- solo I 
b.- Solo II 
c.- solo III 
d.- Solo I y II 
e.- solo I y III 
 
7 Según newton la luz se comporta como: 
 
a.- Onda 
b.- Fotón 
c.- Masa 
d.- Corpúsculo 
e.- Ninguna de las anteriores 
 
8 Si un haz de luz atraviesa una ranura muy 
fina, puede propagarse en múltiples 
direcciones, convirtiéndose en un nuevo foco 
emisor. Este fenómeno es 
a.- Reflexión 
b.- Refracción 
c.- Difracción 
d.- Interferencia 
e.- Ninguna de las anteriores 
 
9 Si un haz de luz atraviesa una doble ranura, 
se pueden generar dos nuevos focos de luz, 
cuyas ondas se interfieren, produciendo un 
patrón característico. Este fenómeno es: 
a.- Reflexión 
b.- Refracción 
c.- Difracción 
d.- Interferencia 
e.- Ninguna de las anteriores.- 
 
10 Cuando te miras en un espejo plano y ves tu 
rostro, esa imagen corresponde a una 
reflexión: 
a.-Especular 
b.-Difusa 
c.- Refractada 
d.- Difractada 
e.-Ninguna de las anteriores 
 
 
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11 Con respecto a la luz, es correcto afirmar 
que 
A) se propaga a la misma velocidad en el aire y 
en el agua. 
B) es una onda longitudinal que viaja en el 
vacío. 
C) no se difracta. 
D) puede experimentar Efecto Doppler. 
E) cambia su frecuencia al entrar al agua. 
 
II Responde V si la siguiente afirmación es verdadera o F si es falsa justificando su decisión. 
(3pto c/u) 
1. ___ Newton creía que la luz estaba compuesta de pequeñas partículas a las que llamo 
corpúsculos. 
______________________________________________________________________________ 
2.___ La luz se comporta como onda y partícula, es decir de manera dual. 
______________________________________________________________________________ 
3.___ Cuando se produce reflexión especular los rayos se reflejan todos paralelos entre sí. 
______________________________________________________________________________ 
4.___ Un cuerpo opaco refleja toda la luz que le llegue. 
______________________________________________________________________________ 
5.___ Solo puede haber reflexión total interna si el rayo de luz incide desde un medio de menor 
índice de refracción hacia un medio de mayor índice de refracción.