Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

Grado 10 → Ondas y óptica ↓


Ondas de Luz y Óptica


La luz es un aspecto fascinante del mundo natural que intriga tanto a científicos como a filósofos. Comprender la luz implica explorar su comportamiento y propiedades. La luz puede viajar a través del vacío y es una forma de energía que nos permite ver el mundo que nos rodea. En esta exploración, profundizamos en los conceptos fundamentales de las ondas de luz y la óptica, explorando cómo se comporta la luz y cómo puede ser controlada utilizando principios científicos.

Naturaleza de la luz

La luz se comporta tanto como una partícula como una onda, esta dualidad es uno de los aspectos interesantes de la luz. En nuestra discusión de las ondas de luz, nos centraremos en el comportamiento ondulatorio. Las ondas de luz son ondas electromagnéticas que no requieren un medio para viajar; en su lugar, pueden viajar a través del vacío a la velocidad de la luz, que es aproximadamente 3.00 x 10 8 m/s.

Espectro electromagnético

La luz es parte del espectro electromagnético, que incluye una gama de ondas con diferentes longitudes de onda y frecuencias. Esto incluye ondas de radio, microondas, radiación infrarroja, luz visible, radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

radioMicroondasInfrarrojoVisible

La luz visible es la pequeña parte del espectro electromagnético que es visible para el ojo humano. Varía desde la luz violeta, que tiene una longitud de onda corta, hasta la luz roja, que tiene una longitud de onda larga.

Propiedades ondulatorias de la luz

La luz como onda tiene varias propiedades básicas: longitud de onda, frecuencia, amplitud y velocidad.

  • Longitud de onda (λ): La distancia entre dos crestas o valles sucesivos en una onda. Suele medirse en metros.
  • Frecuencia (f): El número de crestas de onda que pasan por un punto dado por segundo. Se mide en hertz (Hz).
  • Amplitud: La altura de la onda desde su punto medio (también llamado posición de equilibrio) hasta su pico o valle. Está relacionada con el brillo de la luz.
  • Velocidad (c): La velocidad a la que viaja la luz. En el vacío, esta velocidad es siempre c = 3.00 x 10 8 m/s.

La relación entre estas propiedades se da por la ecuación de onda:

c = λ * f

Esta ecuación muestra que la velocidad de la luz (c) es el producto de su longitud de onda (λ) y frecuencia (f).

Cálculo de ejemplo

Si la frecuencia de una onda de luz es 6 x 10 14 Hz, ¿cuál es la longitud de onda?

c = λ * f
3.00 x 10 8 m/s = λ * 6 x 10 14 Hz
λ = (3.00 x 10 8 m/s) / (6 x 10 14 Hz)
λ = 5 x 10 -7 m

La longitud de onda de la onda de luz es 5 x 10 -7 m, que se encuentra en el rango de la luz visible.

Comportamiento de la luz

En óptica, el estudio del comportamiento de la luz implica examinar cómo se emite, refleja, absorbe, transmite y refracta la luz. A continuación exploramos estos comportamientos en detalle.

Reflexión

La reflexión ocurre cuando la luz cambia de dirección después de golpear una superficie. La ley de la reflexión establece que el ángulo de incidencia (el ángulo al cual la luz cae en una superficie) es igual al ángulo de reflexión (el ángulo al cual la luz deja la superficie).

rayo incidenteRayo reflejadoGeneral

En la figura anterior, la luz golpea la superficie en un ángulo (ángulo de incidencia) y se refleja en la dirección opuesta en el mismo ángulo (ángulo de reflexión).

Absorción

Cuando la luz cae sobre una superficie, puede ser absorbida, lo que significa que la energía de la luz es absorbida por las fibras o moléculas del objeto. Esto a menudo hace que el objeto parezca coloreado, porque algunas longitudes de onda de la luz son absorbidas mientras otras son reflejadas.

Ejemplo: Una manzana roja parece roja porque refleja la luz roja y absorbe otros colores.

Transmisión y refracción

La transmisión ocurre cuando la luz pasa a través de un material, como el vidrio. Cuando la luz pasa de un medio a otro, su velocidad cambia, causando que la luz se doble o refracte. Esta flexión se describe por la Ley de Snell:

n₁ * sin(θ₁) = n₂ * sin(θ₂)

donde n₁ y n₂ son los índices de refracción del medio inicial y secundario, y θ₁ y θ₂ son los ángulos de incidencia y refracción, respectivamente.

rayo incidenteRayo refractadoGeneralProfundidad Aparente

Debido a la flexión de la luz, la pajilla parece doblada cuando se coloca en un vaso de agua.

Instrumentos ópticos

La óptica se ocupa del diseño y funcionamiento de instrumentos que usan luz. Algunos instrumentos ópticos comunes incluyen lentes, microscopios y telescopios. Estos instrumentos dependen de lentes y espejos para dirigir y enfocar la luz.

Lente

Las lentes son dispositivos ópticos hechos de materiales como vidrio o plástico que convergen o divergen rayos al refractar la luz. Son principalmente de dos tipos:

  • Lente convexa: se abulta hacia afuera y enfoca la luz en un punto focal.
  • Lente cóncava: se curva hacia adentro y diverge la luz.
ConvexaCóncava

Las lentes convexas se usan comúnmente en lupas, cámaras y gafas, mientras que las lentes cóncavas se utilizan en dispositivos como mirillas.

Resumen

Las ondas de luz y la óptica exploran el fascinante comportamiento y las propiedades de la luz. Comprender los conceptos básicos como la reflexión, la refracción y el uso de lentes proporciona un vistazo al mundo de la óptica. Esta exploración mejora nuestro conocimiento de los fenómenos naturales y el desarrollo de tecnologías que dan forma a nuestra vida diaria.


Grado 10 → 4.3


U
username
0%
completado en Grado 10

← Anterior (4.2.4)
Ultrasonido y sus usos
Siguiente (4.3.1) →
Naturaleza de la luz

Comentarios 



Ondas de Luz y Óptica

https://www.physicsflow.com/g10/4.3?pfal=es