1_MEDIO_GUIA_LA_LUZ

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Departamento de Ciencias 
 Área de Física 
 Prof. David Delgado Kindley 
 
GUÍA DE CONTENIDOS Y EJERCICIOS 1° MEDIO - “LA LUZ” 
 
 
 
1. ¿Qué es la luz? 
 
La luz se define como una onda electromagnética que está compuesta por diminutas partículas 
llamadas fotones y que nos permite visualizar todo lo que nos rodea aportando color y sentido a 
la vista. La luz viaja en línea recta y a una velocidad de 300.000.000 [m/s] o 300.000 [km/s] en 
el vacío, considerada como la velocidad máxima en el Universo conocido. 
 
 
2. Naturaleza de la luz 
 
- Teoría corpuscular: 
 
Esta teoría fue planteada en el siglo XVII por el físico inglés Isaac Newton, quien señalaba que 
la luz consistía en un flujo de pequeñísimas partículas o corpúsculos sin masa, emitidos por las 
fuentes luminosas, que se movía en línea recta con gran rapidez. Gracias a esto, eran capaces 
de atravesar los cuerpos transparentes, lo que nos permitía ver a través de ellos. En cambio, en 
los cuerpos opacos, los corpúsculos rebotaban, por lo cual no podíamos observar los que había 
detrás de ellos. 
 
Esta teoría explicaba con éxito la propagación rectilínea de la luz, la refracción y la reflexión, 
pero no las interferencias y la difracción. Además, experiencias realizadas posteriormente 
permitieron demostrar que esta teoría no aclaraba en su totalidad la naturaleza de la luz. 
 
- Teoría ondulatoria: 
 
Fue el científico holandés Christian Huygens, contemporáneo de Newton, quien elaboraría una 
teoría diferente para explicar la naturaleza y el comportamiento de la luz. Esta teoría postula que 
la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, que correspondían al movimiento 
específico que sigue la luz al propagarse a través del vacío en un medio insustancial e invisible 
llamado éter. Además, índica que la rapidez de la luz disminuye al penetrar al agua. Con ello, 
explica y describía la refracción y las leyes de la reflexión. 
 
En sus inicios, esta teoría no fue considerada debido al prestigio de Newton. Pasó más de un 
siglo para que fuera tomada en cuenta: se le sometió a pruebas a través de los trabajos del médico 
inglés Thomas Young, sobre las interferencias luminosas, y el físico francés Augeste Jean 
Fresnel, sobre la difracción. Como consecuencia, quedó de manifiesto que su poder explicativo 
era mayor que el de la teoría corpuscular. 
 
 
 
 
 
 
- Teoría electromagnética: 
 
En el siglo XIX, se agregan a las teorías existentes de la época las ideas del físico James Clerk 
Maxwell, quien explica notablemente que los fenómenos eléctricos están relacionados con los 
fenómenos magnéticos. 
 
- Teoría de los cuantos: 
 
Esta teoría propuesta por el físico alemán Max Planck establece que los intercambios de energía 
entre la materia y la luz solo son posibles por cantidades finitas o cuántos de luz, que 
posteriormente se denominan fotones. Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio 
de los corpúsculos de luz, a los que llamó fotones. Con esto propuso que la luz se comporta como 
onda en determinadas condiciones. 
 
 
- Naturaleza dual de la luz: 
 
Esta teoría reúne tanto la teoría electromagnética como la de los cuantos heredadas de la teoría 
corpuscular y ondulatoria, con lo que se evidencia la naturaleza dual de la luz. El que esta se 
comporte como onda y partícula fue corroborado por el físico francés Luis de Broglie, en el año 
1924, quién agregó, además, que los fotones tenían un movimiento ondulatorio, o sea que la luz 
tenía un comportamiento dual. Así, la luz, en cuanto a su propagación, se comporta como onda, 
pero su energía es trasportada junto con la onda luminosa por unos pequeños corpúsculos que se 
denominan fotones. 
Esta teoría establece, entonces, la naturaleza corpuscular de la luz en su interacción con la 
materia (proceso de emisión y absorción) y la naturaleza electromagnética de su propagación. 
 
 
3. Fenómenos de la luz 
 
 
1. Reflexión: es el cambio de dirección y sentido que sufren los rayos luminosos cuando chocan 
contra la superficie de un medio distinto al que se desplazan .Los cuerpos que no producen luz 
propia podemos verlos gracias a que reflejan la luz que llegan a ellos. Un espejo es un objeto 
opaco que refleja todos los rayos luminosos que llegan a él, viéndose además del espejo a los 
cuerpos reflejados en el. 
 
 
 
Hay leyes físicas que describen el fenómeno de reflexión de la luz. 
 
El ángulo de incidencia de cada rayo luminoso es igual al ángulo de reflexión respecto de la 
recta normal (N), ya sea que se trate de una reflexión difusa o especular. 
 
La otra ley establece que tanto el rayo incidente, como el rayo reflejado y la normal están 
en un mismo plano. 
 
Tipos de reflexión 
 
Reflexión especular: Cuando la luz llega en forma de rayos paralelos incidiendo sobre una 
superficie plana y muy lisa, los rayos reflejados son también paralelos. 
 
Reflexión difusa: Si la superficie es rugosa, los rayos reflejados salen en todas las direcciones, 
porque la normal en diferentes puntos puede ser distinta, produciéndose una reflexión difusa. 
 
 
 
 
2. Refracción: es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un 
medio transparente a otro también transparente. Este cambio de dirección está originado por la 
distinta velocidad de la luz en cada medio. Cuando se reduce la velocidad de la luz en un 
medio más lento, la longitud de onda se reduce proporcionalmente. La frecuencia no 
cambia; es una característica de la fuente de luz y no es afectada por los cambios de medios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experimentalmente pueden establecerse las dos leyes siguientes que rigen este proceso: 
 
El rayo incidente, la normal y el rayo refractado están en un mismo plano. 
 
Ley de Snell: “la razón entre los senos de los ángulos de incidencia y de refracción es constante 
para un mismo par de medios” 
 
 
 
 
 
Índice de refracción 
 
Se define el índice de refracción como la velocidad de la luz en el vacío, dividido por la 
velocidad de la luz en el medio 
 
 
 
 
 
 
De la ley de Snell pueden deducirse, además, las siguientes conclusiones de importancia: 
 
- Si un rayo luminoso, pasa oblicuamente de un medio de menor índice de refracción 
absoluto a otro de mayor índice de refracción absoluto, se refracta acercándose a la 
normal. 
 
- Si un rayo luminoso pasa oblicuamente de un medio de mayor índice de refracción 
absoluto a otro de menor índice de refracción absoluto, se refracta alejándose de la 
normal. 
 
Ejemplo: 
 
- Cuando el rayo de luz viaja del aire (n=1) al vidrio (n=1,52), el rayo refractado se 
acerca a la normal. 
- Cuando el rayo de luz viaja del vidrio (n=1,52) al aire (n=1), el rayo refractado se 
aleja de la normal. 
 
 
 
 
 
 
3. Ángulo límite: es el ángulo de incidencia para el cual el ángulo de refracción vale 90°. 
 
 
4. Reflexión total interna: este fenómeno ocurre cuando la luz incide en la superficie de 
separación de dos medios desde el medio de mayor índice de refracción con un ángulo mayor que 
el ángulo limite. 
 
 
 
 
 
5. Dispersión: La luz procedente de una estrella, conocida como luz blanca, es una superposición 
de luces de diferentes colores, las cuales presentan una longitud de onda y una frecuencia 
específicas. La dispersión de la luz es un fenómeno que se produce cuando un rayo de luz blanca 
atraviesa un medio transparente (por ejemplo un prisma) y se refracta, mostrando a la salida de 
éste los respectivos colores que la constituyen. 
 
 
 
La descomposición de la luz blanca en los diferentes colores que la componen, data del siglo 
XVIII, debido al físico, astrónomo y matemático Isaac Newton. 
La luz blanca se descompone en estos colores principales: 
 Rojo (el color que sufre la menor desviación) 
 Anaranjado. 
 Amarillo. 
 Verde. 
 Celeste. 
 Azul. 
 Violeta (el colorque sufre la mayor desviación) 
Esto demuestra que la luz blanca está constituida por la superposición de todos estos colores. 
Cada uno de los cuales sufre una desviación distinta ya que el índice de refracción de, por 
ejemplo, el vidrio es diferente para cada uno de los colores. 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Luz
https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visible
https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visible
https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visible
https://es.wikipedia.org/wiki/Color
https://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_(f%C3%ADsica)
https://es.wikipedia.org/wiki/Prisma_(%C3%B3ptica)
https://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Color
https://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
https://es.wikipedia.org/wiki/Rojo
https://es.wikipedia.org/wiki/Naranja_(color)
https://es.wikipedia.org/wiki/Amarillo
https://es.wikipedia.org/wiki/Verde
https://es.wikipedia.org/wiki/Celeste_(color)
https://es.wikipedia.org/wiki/Azul
https://es.wikipedia.org/wiki/Violeta_(color)
6. El color y la longitud de onda 
El fenómeno de la dispersión plantea de inmediato la pregunta ¿qué es el color? Adhiriendo al 
modelo ondulatorio se interpreta cada color como una onda con "longitud de onda" característica. 
 
La longitud de onda y la velocidad de la luz en el medio están relacionados mediante: 
 
 
 
donde : longitud de onda, v: velocidad y f: frecuencia. 
 
 
 
 
7. El color y el índice de refracción 
La sustancia de que está hecho el prisma tiene un índice de refracción distinto para cada color y 
por supuesto, una desviación (ángulo de refracción) distinta para cada color. El color menos 
desviado es el rojo y el más desviado el violeta. En ese mismo orden decrecen las longitudes de 
onda de modo que a mayor longitud de onda corresponde menor desviación (a mayor longitud 
de onda, una misma sustancia ofrece menor índice de refracción). 
 
Se dice que un objeto tiene un color cuando, con preferencia, refleja o transmite las radiaciones 
correspondientes a tal color. Por ejemplo, un cuerpo es rojo cuando absorbe en casi su totalidad, 
todas las radiaciones menos las rojas, las cuales refleja. 
El color de los cuerpos no es una propiedad intrínseca de ellos, sino que va ligado a la naturaleza 
de la luz que reciben. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Espectro electromagnético 
 
Es la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_electromagn%C3%A9tica
EJERCICIOS 
 
1. En la figura se representa una onda que pasa de un medio a otro. Respecto a la figura es 
correcto decir que los fenómenos que se observan son: 
 
 
 
A) dispersión y reflexión. 
B) difracción y reflexión. 
C) difracción y refracción. 
D) reflexión y refracción. 
E) dispersión y refracción. 
 
 
2. Cuando un haz de luz pasa del vidrio al aire, se puede afirmar que: 
 
A) su velocidad disminuye. 
B) su longitud de onda disminuye. 
C) su frecuencia permanece constante. 
D) su amplitud de onda aumenta. 
E) siempre se dispersa el haz de Luz. 
 
3. Cuando una onda electromagnética pasa de un medio a otro, disminuye su longitud de 
onda en un décimo, entonces el periodo de la onda: 
 
A) no cambia. 
B) disminuye en un décimo. 
C) aumenta en un décimo. 
D) disminuye en dos décimos. 
E) aumenta en dos décimos. 
 
4. La luz incidente sobre una superficie puede experimentar: 
 
I) Reflexión 
II) Absorción 
III) Refracción 
 
De las afirmaciones anteriores, es (son) verdadera(s): 
 
A) Solo I 
B) Solo I y II 
C) Solo I y III 
D) Solo II y III 
E) I, II y III 
 
5. El color de los objetos se debe al color de la luz: 
 
A) incidente 
B) absorbida 
C) refractada 
D) reflejada 
E) natural 
 
6. Si la velocidad de propagación de la luz en el vacio es “c”, entonces en el interior de un 
material transparente es, comparada con “c”: 
 
A) igual que “c” 
B) menor que “c” 
C) mayor que “c” 
D) depende del material transparente 
E) depende de la longitud de onda de la luz incidente 
 
7. El comportamiento dual de la luz se refiere a que: 
 
A) en su propagación transporta energía y materia. 
B) en su propagación energía y momentum. 
C) en su propagación se puede considerar como onda o como partícula. 
D) se propaga en el vacío o en medio transparentes. 
E) cuando incide sobre una superficie transparente, una parte se refleja y otra parte se transmite. 
 
 
8. La reflexión de la luz se refiere a la capacidad de: 
 
A) Pasar de un medio a otro 
B) Aumentar la velocidad de propagación del medio 
C) Descomponer la luz blanca en el espectro luminoso 
D) Volver al medio de procedencia, al incidir sobre otro medio 
E) Todas las anteriores 
 
 
9. ¿En cuál de las siguientes opciones los colores están ordenados de menor a mayor 
frecuencia?: 
 
A) Amarillo – verde –naranja 
B) Amarillo – rojo –naranja 
C) Azul – verde – rojo 
D) Naranja – amarillo – verde 
E) Rojo – verde – amarillo 
 
 
10. Si el índice de refracción de un cuerpo transparente es de 1,5 significa que la luz se 
propaga en ese medio a una velocidad de: (c=300.000 [km/s]) 
 
A) 150.000 [km/s] 
B) 200.000 [km/s] 
C) 300.000 [km/s] 
D) 450.000 [km/s] 
E) Mientras no se indique el color de la luz, no se puede saber 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CLAVES EJERCICIOS FASCÍCULO N°5 – “LA LUZ” 
 
1. D 
2. C 
3. A 
4. E 
5. D 
6. B 
7. C 
8. D 
9. D 
10. B