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CURSO: 3° del Bachillerato Científico y 2° del Bachillerato Técnico. CAPACIDAD: Analiza las características de la luz. TEMA: Principio de Óptica Geométrica. INDICADORES: - Conceptualiza óptica geométrica. - Reconoce los tipos de cuerpos iluminados. - Distingue los tipos de fuentes de luz. - Menciona los principios de la óptica geométrica. Observación: Queda a criterio del docente agregar más indicadores y/o aumentar puntaje (1 punto por indicador). ACTIVIDADES: I. Escribe el concepto de óptica geométrica. II. Contesta las siguientes preguntas: 1) ¿Cuáles son los tipos de cuerpos iluminados? 2) Un vidrio polarizado ¿A qué tipo de cuerpo iluminado pertenece? 3) ¿Cuándo un cuerpo es opaco? Indica 4 ejemplos. III. Completa el siguiente cuadro, así como se muestra en la fila número 1: Nro. Fuente de luz Natural Artificial Luminiscente Incandescente 1 Sol x x 2 Vela 3 Luciérnaga 4 Lamparita de filamento 5 Aurora boreal 6 Tubo de luz 7 Rayo de tormenta 8 Lámpara de bajo consumo 9 Hierro al rojo vivo Ciencias Básicas y sus Tecnologías Física - Plan Común IV. Cita los principios de la óptica geométrica. V. Mediante el uso del mapa conceptual realiza un resumen sobre fuentes luminosas y cuerpos iluminados. Ubica en el mapa conceptual los siguientes ejemplos de fuentes luminosas: sol, luciérnaga, tubo de neón, vela. También ejemplos de cuerpos iluminados: mármol, vidrio, papel calco metal, agua. MEDIOS DE VERIFICACIÓN: Queda a criterio del docente los medios de verificación que utilizará. PUNTAJE: 4 puntos. Bibliografía: Martínez, Ing. Oscar y Martínez de Kennedy, Prof. Mirtha. (2016). Física 3er Curso. Bachillerato Científico y Técnico. Educación Media- Asunción – Paraguay. Información Básica Óptica geométrica La óptica geométrica es la parte de la Física que estudia, mediante leyes geométricas sencillas, los cambios de dirección que experimentan los rayos de luz en la reflexión y la refracción. Conceptos Fundamentales Luz: Es el agente físico responsable de las sensaciones visuales. Fuente de Luz: Es todo aquello capaz de iluminar y emitir luz a su entorno. Tipos de fuentes de luz Las fuentes de luz según su origen pueden ser naturales o artificiales. En la naturaleza tenemos muchas fuentes luminosas, entre ellas, las estrellas, siendo el Sol la fuente luminosa más importante para los seres vivos. Las fuentes de luz se pueden clasificar en primarias o secundarias. Fuentes primarias Las fuentes de luz primarias son aquellas que emiten la luz que producen. Por ejemplo: la luz de Sol, un relámpago, la de una vela; a su vez las fuentes primarias las podemos clasificar en: fuentes naturales y fuentes artificiales. Fuentes secundarias Las fuentes de luz secundarias son aquellas que reflejan la luz que produce otra fuente. Por ejemplo: la luz de la luna (refleja la luz que produce el Sol), un espejo, etc. https://www.fisicalab.com/apartado/frente-de-onda#rayos https://www.fisicalab.com/apartado/reflexion-refraccion-luz Según el tipo de emisión, las fuentes de luz pueden ser luminiscentes e incandescentes. A las fuentes luminosas que producen luz sin calor se les llama luminiscentes y a las fuentes luminosas que producen luz y calor se les llama incandescentes. Comportamiento de los cuerpos en presencia de la luz: Si consideramos cómo se comportan los cuerpos en precencia de la luz, pueden ser: cuerpos opacos, translúcidos y transparentes. Cuerpos opacos: Son cuerpos que impiden el paso de la luz. Ejemplo: madera. Cuerpos transparentes: Son cuerpos que dejan atravesar totalmente la luz. Ejemplos: ventana de vidrio, el agua en pequeña profundidad, etc. Cuerpos translucidos: Son cuerpos que dejan atravesar parcialmente la luz. Ejemplo: vidrio esperilado, papel vegetal, etc. Naturaleza de la Luz La naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la luz como algo de naturaleza corpuscular, eran corpúsculos que formaban el rayo luminoso. Así explicaban fenómenos como la reflexión y refracción de la luz. Newton en el siglo XVIII defendió esta idea, suponía que la luz estaba formada por corpúsculos lanzados a gran velocidad por los cuerpos emisores de luz. Escribió un tratado de Óptica en el que explicó multitud de fenómenos que sufría la luz. En 1678 Huygens defiende un modelo ondulatorio , la luz es una onda. Con este modelo se explicaban fenómenos como la interferencia y difracción que el modelo corpuscular no era capaz de explicar. Así la luz era una onda longitudinal, pero las ondas longitudinales necesitan un medio para poder propagarse, y surgió el concepto de éter como el "medio" en el que estamos inmersos. Esto trajo aún más problemas, y la naturaleza del eter fue un quebradero de cabeza de muchos científicos. La solución al problema la dio Maxwell en 1865, la luz es una onda electromagnética que se propaga en el vacío. Quedaba ya por tanto resuelto el problema del éter con la aparición de estas nuevas ondas. Maxwell se basó en los estudios de Faraday del electromagnetismo, y concluyó que las ondas luminosas son de naturaleza electromagnética. Una onda electromagnética se produce por la variación en algún lugar del espacio de las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia. No necesita ningún medio para propagarse, son ondas transversales. Una carga eléctrica oscilando con una determinada frecuencia, produce ondas electromagnéticas de la misma frecuencia. La velocidad con la que se propagan estas ondas en el vacío es: c = 3 10 8 m/s. El color de un cuerpo La mayor parte de los materiales puede absorber unos colores y reflejar otros. La composición resultante de los colores reflejados es lo que se percibe como el color del cuerpo. Este fenómeno se conoce como color por reflexión. Así, un cuerpo será de color rojo si éste es el único color que se refleja; un cuerpo será de color cian, si refleja el azul y el verde, cuya mezcla proporciona el cian. Un cuerpo es blanco cuando refleja todos los colores; y es negro cuando absorbe todos los colores y no refleja ninguno. En este último caso, los cuerpos negros se perciben por el reflejo difuso de parte de la luz; de lo contrario, no serían visibles. Por otra parte, hay que destacar que el color de los cuerpos depende del color de la luz que los ilumine: si un cuerpo blanco se ilumina con luz verde, solo podrá reflejar dicha luz y se verá de color verde. Sin embargo, un objeto azul no puede reflejar el color verde, ya que absorbe todos los colores menos el azul; por este motivo, cualquier objeto azul que se ilumine con luz verde se verá negro. Principios fundamentales de la óptica geométrica 1) Principio de la propagación rectilínea de la luz: es un medio homogéneo, transparente e isótropo la luz se propaga en línea recta. 2) Principio de la independencia de los rayos de luz: Los rayos de luz de un haz son independientes. Esto significa que, si un rayo luminoso cortara a otro, él sigue su camino como si nada hubiese ocurrido. 3) Principio de la reversibilidad de los rayos de luz: El camino de un rayo de luz no se modifica cuando se permutan las posiciones de la fuente y del observador. Esto significa que el camino de ida es igual al camino de vuelta. Docente responsable del Contenido: Rossana Soledad González Figueredo. Docente responsable de la Revisión: Lic. Simón Francisco Ruíz Díaz Vicézar / Lic. Ramona González Vallejos (CEPB – FaCEN – UNA).Docente Responsable de Evaluación de los Aprendizajes: Edelio Joel Ramírez Santacruz. Docente responsable de la Edición final: Lic. Ramona González Vallejos (CEPB – FaCEN – UNA). Docente Responsable de la Revisión de Estilo: Lic. Cynthia Yudith Garcete Candia (BECAL- Colombia 01). Coordinación del área de Física: Lic. Simón Francisco Ruíz Díaz Vicézar (BECAL – Colombia 01). Coordinación General de Ciencias Básicas: Lic. María Cristina Carmona(BECAL – Colombia 01).
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