Pregrado
  1. Mecánica clásica  1.1. dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. projectile motion  1.1.4. Velocidad relativa  1.1.5. Movimiento circular uniforme  1.1.6. Movimiento circular no uniforme  1.1.7. Sistemas de referencia y transformaciones  1.2. Newton's Laws of Motion  1.2.1. Primera ley del movimiento  1.2.2. Segunda ley del movimiento  1.2.3. Tercera Ley del Movimiento  1.2.4. Aplicaciones de las leyes de Newton  1.2.5. Fricción y sus tipos  1.2.6. Diagrama de Cuerpo Libre  1.2.7. Restricciones y pseudo-fuerzas  1.3. Trabajo y energía  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial en la mecánica clásica  1.3.5. Fuerzas conservativas y no conservativas  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.4. Velocidad y colisiones  1.4.1. Momento lineal  1.4.2. Conservación del momento  1.4.3. Impulso y fuerza de impacto  1.4.4. Colisión elástica e inelástica  1.4.5. Centro de masa y velocidad  1.4.6. Propulsión de Cohetes  1.5. Movimiento rotacional  1.5.1. Torque y Momento Angular  1.5.2. Momento de inercia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energía Rotacional  1.5.5. Movimiento de rodadura  1.5.6. Precesión y movimiento giroscópico  1.6. Fuerza gravitacional  1.6.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.6.2. Energía potencial gravitatoria  1.6.3. Mecánica orbital  1.6.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.6.5. Campo y potencial gravitatorio  1.7. Mecánica de fluidos  1.7.1. Presión y el Principio de Pascal  1.7.2. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  1.7.3. Dinámica de Fluidos y el Principio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidad y la ley de Poiseuille  1.7.5. Tensión superficial y capilaridad  1.8. Oscilaciones y ondas  1.8.1. Movimiento Armónico Simple  1.8.2. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  1.8.3. Oscilaciones acopladas y modos comunes  1.8.4. Propiedades y tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras y el Efecto Doppler  1.8.6. Interferencia de ondas y superposición
  2. Electromagnetismo  2.1. Electrostática  2.1.1. Carga eléctrica y propiedades  2.1.2. Ley de Coulomb  2.1.3. Electric field and electric potential  2.1.4. La Ley de Gauss  2.1.5. Capacitancia y Dieléctrico  2.1.6. Dipolo eléctrico y energía potencial  2.2. Circuitos eléctricos  2.2.1. Corriente y Resistencia  2.2.2. Ley de Ohm  2.2.3. Leyes de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuitos de CA y Reactancia  2.2.6. Electricidad y energía eléctrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos y Fuerzas Magnéticas  2.3.2. La Ley de Ampere  2.3.3. Momento dipolar magnético  2.3.4. Ley de Biot-Savart  2.3.5. Materiales Magnéticos y Histeresis  2.4. Inducción electromagnética  2.4.1. Ley de Faraday  2.4.2. La ley de Lenz  2.4.3. Autoinducción y mutua inducción  2.4.4. Transformadores y Circuitos Inductivos  2.5. Ecuaciones de Maxwell  2.5.1. La ley de Gauss para la electricidad  2.5.2. Ley de Gauss para el magnetismo  2.5.3. La ley de inducción de Faraday  2.5.4. Ley de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas electromagnéticas
  3. Termodinámica  3.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.1. Ley cero de la termodinámica  3.1.2. Primera ley de la termodinámica  3.1.3. Segunda Ley  3.1.4. Tercera Ley  3.2. Calor y trabajo  3.2.1. Transferencia de calor (conducción, convección, radiación)  3.2.2. Expansión térmica  3.2.3. Motores térmicos y refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot y eficiencia  3.3. Mecánica estadística  3.3.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropía y Probabilidad  3.3.3. Función de partición  3.3.4. Estadísticas de Fermi–Dirac y Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexión y refracción  4.1.2. Espejos y lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. El principio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferencia en la óptica de ondas  4.2.2. Difracción  4.2.3. Polarización  4.2.4. Coherencia y holografía
  5. Mecánica cuántica  5.1. Dualidad onda-partícula  5.1.1. Radiación de cuerpo negro en la dualidad onda-partícula en la mecánica cuántica  5.1.2. Efecto fotoeléctrico  5.1.3. Dispersión Compton  5.1.4. Longitud de onda de De Broglie  5.2. Ecuación de Schrödinger  5.2.1. Ecuación de Schrödinger independiente del tiempo  5.2.2. Partícula en una caja  5.2.3. Efecto túnel cuántico  5.2.4. Pozos de potencial y obstáculos  5.3. Estados Cuánticos  5.3.1. Función de onda  5.3.2. Operadores cuánticos  5.3.3. Principio de incertidumbre de Heisenberg  5.3.4. Momento angular y espín
  6. Relatividad  6.1. Relatividad especial  6.1.1. Transformaciones de Lorentz  6.1.2. Expansión del tiempo y contracción de la longitud  6.1.3. Energía y momento relativista  6.2. Relatividad general  6.2.1. Principio de Equivalencia  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionales  6.2.4. Agujeros negros y horizontes de eventos
  7. Física del estado sólido  7.1. Estructura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difracción de rayos X  7.1.3. Teoría de bandas  7.1.4. Fonones y vibraciones de red  7.2. Propiedades Eléctricas y Magnéticas  7.2.1. Conductores, Semiconductores e Aislantes  7.2.2. Superconductividad  7.2.3. Efecto Hall
  8. Física nuclear y de partículas  8.1. Estructura Atómica  8.1.1. Modelo Atómico  8.1.2. Energía de enlace nuclear  8.2. Radiactividad  8.2.1. Desintegración alfa, beta, gamma  8.2.2. Vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Estándar  8.3.2. Quarks y Leptones  8.3.3. antimateria  8.3.4. Interacciones fundamentales
  9. Astrofísica y cosmología  9.1. Evolución estelar  9.1.1. Formación estelar  9.1.2. Agujeros negros y estrellas de neutrones  9.1.3. Enanas blancas y supernovas  9.2. Cosmología  9.2.1. La Teoría del Big Bang  9.2.2. Materia oscura y energía oscura  9.2.3. Fondo cósmico de microondas

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Reflexión y refracción


En el campo de la óptica, que es una rama importante de la física, hay dos conceptos importantes conocidos como reflexión y refracción. Comprender estos conceptos es importante para entender cómo se comporta la luz cuando incide en diferentes medios. En la óptica geométrica, estos fenómenos son esenciales para explicar cómo vemos los objetos, cómo funcionan las lentes y los espejos, y en el diseño de varios dispositivos ópticos.

Reflexión de la luz

La reflexión ocurre cuando la luz rebota en una superficie. Este fenómeno se puede observar en espejos o cualquier superficie brillante donde la luz entrante se refleja, permitiéndonos ver imágenes. Hay una ley fundamental que rige la reflexión llamada la ley de la reflexión, que establece:

Ángulo de Incidencia = Ángulo de Reflexión

Para elaborar más, el ángulo de incidencia es el ángulo entre el rayo de luz entrante y la normal - la línea perpendicular a la superficie. El ángulo de reflexión es el ángulo entre el rayo reflejado y la normal.

rayo incidente rayo reflejado línea normal

Por ejemplo, imagina que estás justo frente a un espejo plano. El ángulo en el que tu rayo de visión incide en el espejo será igual al ángulo en el que sale del espejo, permitiéndote ver tu reflejo.

Refracción de la luz

La refracción es la desviación de la luz a medida que pasa de un medio transparente a otro. Este cambio de dirección es causado por el cambio en la velocidad de la luz en diferentes medios. Cuando la luz entra en un medio más denso en ángulo, se ralentiza y se dobla hacia la normal, y cuando sale hacia un medio menos denso, se acelera y se dobla alejándose de la normal.

La ley que rige la refracción se llama ley de Snell, que se expresa como:

n₁ * sin(θ₁) = n₂ * sin(θ₂)

Donde, n₁ y n₂ son el índice de refracción del primer y segundo medio respectivamente, θ₁ es el ángulo de incidencia, y θ₂ es el ángulo de refracción.

rayo incidente rayo refractado línea normal

Considera un ejemplo en el cual un rayo de luz entra en agua desde el aire. El índice de refracción del aire es aproximadamente 1.00 y el del agua es aproximadamente 1.33. Si el rayo de luz entra en el agua con un ángulo de 30°, podemos calcular el ángulo de refracción usando la ley de Snell.

Ejemplo de reflexión

Ejemplos cotidianos de reflexión incluyen verte en un espejo, ver las cimas de las nubes en un estanque profundo de agua, o ver un reflejo en una ventana de vidrio. En cada uno de estos casos, la luz se refleja en la superficie y entra en tus ojos, permitiéndote ver la imagen reflejada.

En tecnología, la reflexión se usa en el diseño de instrumentos ópticos como telescopios y cámaras. Por ejemplo, los telescopios reflectores utilizan espejos curvos para reflejar la luz de estrellas distantes y enfocarla para formar una imagen.

Ejemplos de refracción

La experiencia de la refracción es más común de lo que creemos. Un ejemplo común es una pajilla colocada en un vaso de agua que parece estar doblada o rota en la superficie del agua. Esto ocurre porque la luz se dobla al pasar del agua al aire.

Otro ejemplo es en las lentes, que utilizan la refracción para enfocar la luz. Gafas, cámaras y microscopios utilizan lentes para enfocar la luz, haciendo que los objetos distantes parezcan más grandes o más lejanos.

El concepto de refracción también se aplica en los ojos. El cristalino del ojo refracta la luz entrante para enfocarla correctamente en la retina. Por eso las personas necesitan gafas si sus ojos no pueden refractar la luz adecuadamente.

Conclusión

Los principios de la reflexión y la refracción son fundamentales en óptica. Todos los días vemos cómo la luz choca con superficies y pasa a través de lentes, controlando y manipulando la luz de muchas maneras en ciencia y tecnología. Comprender estos conceptos da una idea clara de cómo interactúa la luz con el entorno y conduce a muchas aplicaciones en diseño, ingeniería y ciencias naturales.

A través del estudio y la exploración continuos de estos fenómenos, las innovaciones ópticas continúan evolucionando, proporcionando imágenes más claras, mejorando instrumentos ópticos y avanzando en nuestra exploración y comprensión del universo.


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Reflexión y refracción

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