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LA LUZ 
 
Naturaleza de la Luz 
 
a) Ondulatoria: La luz se comporta como una onda electromagnética que son 
transversales y consisten en la propagación, sin necesidad de soporte 
material, de un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares 
entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación. 
Explica fenómenos como la reflexión, refracción, difracción, interferencias 
luminosas y polarización. 
 
 
b) Corpuscular: La luz está formada por un haz de pequeños corpúsculos o 
cuantos de energía también llamados fotones. La energía de cada uno de 
ellos es 
Explica fenómenos como la interacción de la luz con la materia en donde se 
intercambia energía, fenómenos fotoeléctricos (emisión de electrones de 
ciertos materiales al incidir luz de una determinada frecuencia sobre ellos) 
 
Ondas electromagnéticas 
 
Las ondas originadas por los campos eléctricos y magnéticos son de carácter 
transversal, encontrándose en fase, pero estando las vibraciones accionadas en planos 
perpendiculares entre sí. Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para 
propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y 
telefonía. 
 
 
 
E= E0 sen (w t –k.x)j; 
 
B = B0 sen (w t – k.x) k 
 
 
 
 
Espectro electromagnético 
 
 Comprende todas las ondas electromagnéticas ordenadas por su frecuencia. La 
zona del espectro electromagnético que percibe el ojo humano se llama visible. 
 
 
Velocidad de la luz 
 
En el VACIO tiene un valor constante c = 3.108 m/s. 
En cualquier otro medio la velocidad de la luz es más pequeña que la del vacío. 
La velocidad de la luz en otros medios que no sean el vacio depende de su longitud de 
onda, esta cambia según el medio que atraviese, pero la FRECUENCIA de la luz es 
siempre constante. 
 
REFLEXIÓN 
 
 
Es el cambio de dirección, en el mismo medio, que experimenta un rayo luminoso al 
incidir oblicuamente sobre una superficie. Para este caso las leyes de la reflexión son 
las siguientes: 
1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo 
plano. 
2a. ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. 
 
 
REFRACCIÓN 
 
Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de 
propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de 
dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, 
el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su 
funcionamiento en este fenómeno óptico. 
El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, más o 
menos débil, producida en la superficie que limita los dos medios transparentes. El 
haz, al llegar a esa superficie límite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual 
implica que los haces reflejado y refractado tendrán menos intensidad luminosa que el 
rayo incidente. Dicho reparto de intensidad se produce en una proporción que 
depende de las características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia 
respecto de la superficie límite. A pesar de esta circunstancia, es posible fijar la 
atención únicamente en el fenómeno de la refracción para analizar sus características. 
Las leyes de la refracción 
 
Al igual que las leyes de la reflexión, las de la refracción poseen un fundamento 
experimental. Junto con los conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de 
incidencia, es necesario considerar ahora el rayo refractado y el ángulo de refracción o 
ángulo que forma la normal y el rayo refractado. 
Sean 1 y 2 dos medios transparentes en contacto que son atravesados por un rayo 
luminoso en el sentido de 1 a 2 y e1 y e2 los ángulos de incidencia y refracción 
respectivamente. Las leyes que rigen el fenómeno de la refracción pueden, entonces, 
expresarse en la forma: 
1.ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo 
plano. 
2.ª Ley. (ley de Snell) Los senos de los ángulos de incidencia e1 y de refracción e2 son 
directamente proporcionales a las velocidades de propagación v1 y v2 de la luz en los 
respectivos medios. 
 
Recordando que índice de refracción absoluto y velocidad son inversamente 
proporcionales, es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de 
la luz en un medio: n = c/v, la segunda ley de la refracción se puede escribir en función 
de los índices de refracción en la forma: 
 
Esto indica que el producto del seno del ángulo e por el índice de refracción del medio 
correspondiente es una cantidad constante y, por tanto, los valores de n y sen e para 
un mismo medio son inversamente proporcionales. 
Debido a que la función trigonométrica seno es creciente para ángulos menores de 
90º, de la última ecuación se deduce que si el índice de refracción ni del primer medio 
es mayor que el del segundo n2, el ángulo de refracción e2 es mayor que el de 
incidencia e1 y, por tanto, el rayo refractado se aleja de la normal. 
Por el contrario, si el índice de refracción n1 del primer medio es menor que el del 
segundo n2, el ángulo de refracción e2 es menor que el de incidencia el y el rayo 
refractado se acerca a la normal. 
Estas reglas prácticas que se deducen de la ecuación son de mucha utilidad en la 
representación de la marcha de los rayos, operación imprescindible en el estudio de 
cualquier fenómeno óptico desde la perspectiva de la óptica geométrica. 
La refringencia de un medio transparente viene medida por su índice de refracción. Los 
medios más refringentes son aquellos en los que la luz se propaga a menor velocidad; 
se dice también que tienen una mayor densidad óptica. Por regla general, la 
refringencia de un medio va ligada a su densidad de materia, pues la luz encontrará 
más dificultades para propagarse cuanta mayor cantidad de materia haya de atravesar 
para una misma distancia. Así pues, a mayor densidad, menor velocidad y mayor índice 
de refracción. 
 
 
 
 
 
 
 
Ángulo límite y reflexión total 
 
 Es aquel ángulo de incidencia al que corresponde un ángulo de refracción de 
90º. Para ángulos de incidencia superiores la luz se refleja totalmente 
 
 
Sen L = n2/n1 = n21 (Índice de refracción del medio 2 respecto del 1) 
 
Dispersión 
 
 
 
 Si un haz de rayos de luz de distintas longitudes de onda incide sobre un 
material refractante, cada radiación se desviará un ángulo diferente en función de su 
longitud de onda (ARCO IRIS). 
 
 
 
Difracción 
 
 Se produce cuando se interpone un obstáculo suficientemente pequeño en el 
camino de la luz. Las ondas luminosas rodean los obstáculos y llegan a puntos situados 
detrás de ellos 
 
 
 
Interferencia. Experimento de Young 
 
- Las franjas brillantes se deben a interferencias constructivas: 
 
- Las franjas oscuras se deben a interferencias destructivas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Polarización 
 
 Un haz de luz está polarizado si las oscilaciones del campo eléctrico tienen lugar 
siempre en la misma dirección. 
 
 
 
El ángulo de incidencia para el que se produce la polarización total es: 
 
tg i = n 
 
Lámina de caras planas y paralelas 
 
Cuando un rayo de luz monocromática incide sobre 
una lámina transparente de caras planas y paralelas 
se refracta en ambas caras de la lámina. 
1ª cara: n1 · sen i1 = n2 · sen r1 
2ª cara: n2 · sen r1 = n1 · sen i2 
Combinando las dos ecuaciones se obtiene: i1 = i2, 
es decir, el rayo luminoso emerge de la lámina 
paralelo al rayo incidente. 
El rayo lumino experimenta un DESPLAZAMIENTO 
LATERAL δ (distancia entre los rayos incidente y 
emergente), cuyo valor es: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EL PRISMA ÓPTICO 
Recibe el nombre de prisma óptico 
“todo medio transparente limitado 
por dos superficies planas no 
paralelas”. 
Supongamos que el prisma óptico 
tiene un índice de refracción n, y que 
se encuentra en el aire n = 1. 
φ= ángulo del prisma. 
i = ángulo de incidencia 
i’ = ángulo de 
emergencia
 
 
La desviación mínima dm se produce (se comprueba teórica y experimentalmente) 
cuando i = i’,es decir, cuando dentro del prisma, la trayectoria del rayo es paralela a la 
base del prisma.