El fenómeno de la luz y la óptica

¿Qué es la luz?

El fenómeno de la luz comprende distintos conceptos, ya que fueron impulso para el desarrollo, no solo de la física, sino de la óptica. Hace mucho tiempo, los griegos y árabes, planteaban una conexión entre la luz y la visión. Decían que la visión iniciaba porque los ojos emitían algo que alcanzaba de alguna forma los objetos. En el siglo XI, se planteó una teoría científica por el árabe Ibn al-Haytam, en donde establece que los objetos luminosos o iluminados, emitían energía en forma de rayos individuales y que nuestros ojos detectaban. Luego los pensadores del Renacimiento consideraron la luz como un flujo de partículas pequeñas a nivel microscópico.

En la revolución científica del siglo XVII, se llevó a cabo debates sobre la onda-partícula. Personajes como Christiaan Huygens, René Descartes y Robert Hooke, sostenían que la luz era un movimiento ondulatorio, similar al sonido. Otros como Galileo Galilei, Pierre de Fermat y en especial, Isaac Newton, mantenían la teoría corpuscular (pequeñas partículas sin masa). La opinión de Newton se impuso durante el siglo XVIII debido a su reputación. Otras observaciones como los fenómenos interferenciales de difracción y polarización, apoyan la teoría ondulatoria de la luz. Esta teoría culminó a finales del siglo XIX, gracias a la teoría electromagnética de James C. Maxwell.

Maxwell concluyó que existen campos eléctricos y magnéticos que se propagan simultáneamente juntos en forma de ondas. Las ondas son equivalentes a la velocidad de la luz (c = 299.792.458 m/s). Por lo que comprendió que la luz era un caso particular de onda electromagnética. Definió la luz como una perturbación de la longitud de onda en un campo electromagnético, ya que conforma una radiación propagada a una velocidad definida.

La óptica y la luz

La óptica es una ciencia que estudia la luz. Es una rama importante de la física que comprende las propiedades del fenómeno de la luz como: la refracción, polarización, difracción, reflexión, la composición de imágenes y la interacción de la luz con objetos. Isaac Newton fue el que aportó bastante al campo de la óptica con sus experimentos para conocer acerca de los colores, por medio de la refracción de la luz mediante un prisma.

La óptica se divide en:

• Óptica Física: encargada de estudiar los fenómenos luminosos y abarca cuestiones de la naturaleza de la luz.
• Óptica geométrica: estudia las imágenes que se conforman por medio de la refracción o reflexión de la luz. Se orienta en las trayectorias de los rayos luminosos.

Entrando a los términos que conforman el concepto de óptica geométrica, respecto a la posición de una imagen y, con base a un objeto son:

• Eje óptico: es el eje de abscisas (eje x en el sistema cartesiano) perpendicular al plano refractor (eje y). La parte derecha del plano refractor es el que toma el sentido de avance de la luz.
• Dioptrio: plano esférico que aísla dos medios de diferente índice de refracción. La asociación de dos dioptrios se puede considerar un lente.
• Lente: objeto transparente que es limitado por dos superficies. Puede ser una esférica y una plana o ambas esféricas.
• Espacio objeto: espacio a la izquierda del dioptrio.
• Espacio imagen: espacio a la derecha del dioptrio.
• Imagen real: conformada por dos rayos refractados convergentes.
• Imagen virtual: conformada por dos rayos refractados divergentes.
• Rayo radial: rayo que comienza en la parte superior del objeto y se dirige al centro de la curvatura del dioptrio. No se refracta y sigue la misma dirección debido al ángulo de incidencia con valor a cero.

Ondas luminosas y la luz óptica

Las ondas luminosas tienen un movimiento ondular y son propagadas en línea recta a una longitud determinada. Hace parte del espectro electromagnético visible, por lo que esta onda luminosa es también llamada onda electromagnética. Este tipo de onda estudia la reflexión y refracción, y es notoria su aplicación en telescopios, microscopios y otros instrumentos ópticos. A continuación, detalles que resaltan de la luz óptica en el fenómeno de la luz:

Autor: David Ramírez E.
Editor: Carlos Pinzón
Código: UCCG-101
Universidad: Universidad Central

Fuentes

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