ondas de la luz

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Segundo Parcial
Profesor: Barroso, Antonio
Materia: OFET
Alumnos:
 López, Analía
 Rodríguez, Damián
Fecha de entrega límite: 9/11/2022
1) Realice una breve reseña/explicación sobre las ideas y definiciones que fue teniendo la luz a lo largo
de la historia
2) Si hablamos de la luz, como una onda electromagnética, tendremos que asociarla al espectro
electromagnético.
Para ello, consideremos que un campo magnético variable en el tiempo, produce un campo eléctrico,
y que un campo eléctrico variable en el tiempo produce un campo magnético. Estas dos afirmaciones
forman parte de dos de las leyes más importante del electromagnetismo: Ley de Faraday y Ley de
Ampere-Maxwell.
a) Explique estas dos leyes tal como se lo explicaría a un estudiante de 5° año de la escuela
secundaria. Si usted gusta, puede pedirle ayuda a la profesora Maldonado, responsable de la
materia ETLAB
b) Explique las tres propiedades más importantes de las ondas electromagnéticas
c) Realice un resumen de los diferentes tipos de ondas electromagnéticas y de sus valores
3) Dibuje la posición del campo magnético y del campo eléctrico en una onda, y explique su relación
entre ambas
4) Dibuje en detalle el espectro visible de la luz, mostrando los diferentes rangos de frecuencias y
longitudes de onda de cada color
5) Explique las siguientes propiedades de la luz:
a) Absorción
b) Reflexión
c) Transmisión
d) Refracción
e) Dispersión
f) Difracción

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Importante: todos los contenidos que desarrolle usted sobre este parcial, serán imprescindibles
para desarrollar el final de la materia. La fecha límite de entrega se ajusta al calendario
institucional sobre el cierre de la cursada 2022, por tal motivo, es necesario que se respete dicha
fecha
Respuestas
1)
Un poco de historia, a principios del siglo XVII la luz era considerada como una corriente de partículas emitida
por una fuente luminosa y que después estimulaban el sentido de la visión al entrar al ojo. Luego de mucho
tiempo en 1678, un físico y astrónomo holandés, Christian Huygens (1629- 1695), demostró que la teoría
ondulatoria de la luz podría explicar también las leyes de la reflexión y la refracción.
Pero, la teoría ondulatoria no fue aceptada del todo al principio, por varias razones, la primera es que para
esa época se decía que todas las ondas viajaban a través de algún medio, pero como explicarían el viaje de
la luz, del sol a través del espacio para que nosotros la veamos, es decir como se explica que acá en el
planeta tierra podemos percibir la luz del sol si este está separado por muchos kilómetros de distancia de la
tierra, y para agregar otra dificultad viaja a través del vacío. otro tema es que si se dice que es una onda
porque no rodea los objetos, este fenómeno, conocido como difracción, no es fácil de observar porque las
ondas luminosas tienen longitudes de onda cortas, (llamamos longitud de una onda a la distancia entre las
dos crestas de un ciclo de la propia inda)
Linea del tiempo de la luz
2)
a) ¿Qué es la Ley de Faraday?
La Ley de Inducción electromagnética de Faraday, conocida simplemente como Ley de Faraday, fue
formulada por el científico británico Michael Faraday en 1831. Esta ley cuantifica la relación entre un campo
magnético cambiante en el tiempo y el campo eléctrico creado por estos cambios.
El enunciado de dicha ley sostiene:

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“La tensión inducida en un circuito cerrado es directamente proporcional a la razón de
cambio en el tiempo del flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el
circuito mismo como borde”.
Para entender esto cabalmente, hará falta revisar el experimento de Faraday: una batería aportaba corriente
a una bobina pequeña, creando un campo magnético a través de las espiras de la bobina (cables metálicos
enrollados sobre su propio eje). Cuando esta bobina se movía dentro y fuera de una más grande, su campo
magnético (cambiante en el tiempo por el movimiento) generaba un voltaje en la bobina grande que podía
medirse con un galvanómetro.
Historia de la ley de Faraday
Michael Faraday estudió el electromagnetismo y la electroquímica.
Michael Faraday (1791-1867) fue el creador de ideas centrales en torno
a la electricidad y el magnetismo.
Faraday se entusiasmó enormemente cuando el físico danés Oersted
demostró empíricamente la relación entre la electricidad y el
magnetismo en 1820, constatando que un hilo conductor de corriente podía mover una aguja imantada de
una brújula.
Faraday diseñó múltiples experimentos. Por ejemplo, enrolló dos solenoides de alambre alrededor de un aro
de hierro y vio que cuando, por medio de un interruptor, hacía pasar corriente por uno de los solenoides,
una corriente era inducida en el otro. Faraday atribuyó la aparición de corriente a los cambios del flujo
magnético en el tiempo.
En consecuencia, Faraday fue el primero en demostrar la relación entre campos magnéticos y campos
eléctricos, como se desprende de los dos experimentos descriptos. De hecho, la ecuación de la Ley de
Faraday se convirtió en parte de los enunciados de las leyes de Maxwell.
La ley de Faraday usualmente se expresa mediante la siguiente fórmula:
FEM (Ɛ) = 𝑑∅
𝑑𝑡
En donde FEM o Ɛ representan la Fuerza Electromotriz inducida (la tensión), y
𝑑∅
𝑑𝑡
es la tasa de variación
temporal del flujo magnético ϕ.
Ejemplos de aplicación de la ley de Faraday
Objetos cotidianos como los hornos eléctricos son
posibles gracias a la ley de Faraday.
Prácticamente toda la tecnología eléctrica se basa en
la ley de Faraday, especialmente lo referido a
generadores, transformadores y motores eléctricos.
Por ejemplo, el motor de corriente continua se basó en
el aprovechamiento de un disco de cobre que rotaba
entre los extremos de un imán, generando
una corriente continua.
De este principio aparentemente simple se desprende
la invención de cosas tan complejas como un transformador, un generador de corriente alterna, un freno
magnético o una cocina eléctrica.
Teorema de Ampere

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El físico y matemático André-Marie Ampere (1775-1836) enunció uno de los principales teoremas del
electromagnetismo que suele considerarse como el homólogo magnético del teorema de Gauss.
Si recuerdas bien, el campo eléctrico es conservativo lo que implica que su circulación a lo largo de una
línea cerrada es nula:
∮E→·dl→ =-∆V=0
Como hemos visto anteriormente, las líneas de campo magnético generado por una corriente rectilínea son
circulares y en general, al contrario que las líneas de campo eléctrico o gravitatorio, no tienen comienzo ni
final. Sin embargo, los campos magnéticos no son conservativos y, por tanto, la circulación a lo largo de una
línea cerrada no es nula y viene dada por la ley de Ampere.
La ley de Ampere determina que la circulación del campo magnético a lo largo de una línea cerrada es
equivalente a la suma algebraica de las intensidades de las corrientes que atraviesan la superficie delimitada
por la línea cerrada, multiplicada por la permitividad del medio. En concreto para el vacío:
∮B→·dl→ =μ0·∑I
Como puedes observar, la expresión incluye la suma de todas las intensidades que atraviesan la línea
cerrada. Sin embargo, las intensidades pueden tener distintos sentidos y por ende unas se considerarán
positivas y otras negativas. Para determinar el signo de las intensidades, en primer lugar, es necesario
determinar el vector de superficie formado por la línea cerrada. Para ello, haremos uso de la regla de la
mano derecha tal y como se muestra en la siguiente figura.
Si el sentido de las intensidades coincide con el sentido del vector superficie, la intensidad se
considerará positiva, por ende, si se orienta en sentido contrario la intensidad se considerará negativa.

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La ley de Ampere nos proporciona una serie de ventajas a la hora de estudiar los campos magnéticos
generados por corrientes eléctricas. En concreto:
 Nos permite calcular el campo magnético generado por corrientes eléctricas cuando se producen
ciertas condiciones y se elige una línea cerrada adecuada.
 Dado que el campo magnético a lo largo de una línea cerrada no es nulo, los campos magnéticos no
son conservativos y por tanto, no existe un potencial escalar magnético.
b)
Las ondas electromagnéticas transmiten energía y momento lineal de una región a otra del espacio, y
presentan tres propiedades importantes que son:
 La regeneración mutua – esto indica por ejemplo que, al existir un campo magnético oscilante, este
da origen a un campo eléctrico oscilante, y este a su vez a un campo magnético oscilante. Resulta
entonces que, en la onda electromagnética los campos eléctricos y magnéticos no pueden existir
aislados, sino que están acoplados mutuamente y forman un conjunto concatenado.
 La perpendicularidad – esto expresa que un campo magnético variable produce un campo eléctrico
perpendicular a la dirección de la variación del campo magnético y viceversa.
 La velocidad de propagación “c” en el vacío o espacio libre es invariable.
3)
Cuando se estudian los campos magnéticos y eléctricos desde el punto de vista estático estaba ausente la
interrelación entre ellos, aparecían independientes uno del otro. Para los campos variables aparece una
relación entre ellos; cada variación del campo magnético genera un campo eléctrico, y cada variación del
campo eléctrico genera un campo magnético. Cuando varían no pueden existir de manera independiente,
están conectados entre sí y forman un campo electromagnético.
Cuando se produce una oscilación de un campo electromagnético esta se propaga por el espacio en forma
de ONDA ELECTROMAGNÉTICA, que es una oscilación del campo magnético y del eléctrico, que oscilan
y se regeneran entre sí, donde cada uno es origen del otro.

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4)
¿Qué es el espectro visible?
El espectro visible o luz visible es la región del electromagnético espectro que el ojo humano es capaz de
percibir y traducir en los distintos colores que conocemos.
Las radiaciones electromagnéticas tienen distintas frecuencias de las cuales nuestro ojo es capaz de percibir
apenas un segmento: el correspondiente a las longitudes de onda entre 380 y 750
nanómetros aproximadamente. Dependiendo de la persona, este rango puede ser ligeramente más amplio
o ligeramente más estrecho.
En la luz blanca, el espectro visible contiene absolutamente todos los colores que somos capaces de
ver los seres humanos, dependiendo de la longitud de onda de las radiaciones. Un arcoíris, por ejemplo, es
fruto de un fenómeno de refracción de la luz gracias al agua de la atmósfera, que altera su velocidad y la
“descompone” en los distintos colores.
Esto quiere decir que, dependiendo de las propiedades de las ondas de luz (de sus longitudes de onda,
específicamente), podemos hablar de los distintos colores, del siguiente modo:
 Rojo. Entre 780 y 618 nanómetros.
 Naranja. Entre 618 y 581 nanómetros.
 Amarillo. Entre 581 y 570 nanómetros.
 Verde. Entre 570 y 497 nanómetros.
 Cian). Entre 497 y 476 nanómetros.
 Azul. Entre 476 y 427 nanómetros.
 Violeta. Entre 427 y 380 nanómetros.
Muchos tonos y colores conocidos no pueden apreciarse en la descomposición del espectro visible porque
no son monocromáticos, o sea, implican la combinación de dos o más longitudes de onda: el rosado o rosa,
por ejemplo, es comprendido como un rojo mezclado con blanco. Esto mismo ocurre para los colores
conocidos como marrón, plateado, magenta y dorado.
Similarmente, el blanco y el negro, más que colores, se entienden como valores de la saturación de
la luz: el blanco se corresponde con la suma de todos los colores, es decir, a la luz en pleno; mientras que
el negro se corresponde con la ausencia de luz.
Fuera del espectro visible se encuentran las radiaciones con las longitudes de onda propias de la luz
infrarroja (por encima de 750 nm aprox.) y las de la luz ultravioleta (por debajo de 400 nm aprox.), ambos
extremos ya invisibles para el ojo humano. Otras formas de vida, como los insectos, son capaces de percibir

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esas longitudes de onda. Los humanos podemos hacerlo únicamente ayudados por instrumentos y
dispositivos ópticos de nuestra invención.
Fuente: https://concepto.de/espectro-visible/#ixzz7jEeIGu6U
5)
Cuando la luz incide sobre un cuerpo, su comportamiento varía según sea la superficie y constitución de
dicho cuerpo, y la inclinación de los rayos incidentes, dando lugar a los siguientes fenómenos físicos:
Propiedades de la luz:
a) ABSORCIÓN:
Al incidir un rayo de luz visible sobre una superficie negra, mate y opaca es absorbido prácticamente en su
totalidad transformándose en calor.
https://www.aulafacil.com/cursos/fotografia/iii-la-luz/propiedades-de-la-luz-absorcion-reflexion-y-transmision-
l7576

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https://www.fotonostra.com/fotografia/absorcion.htm
b) REFLEXIÓN:
Cuando la luz incide sobre una superficie lisa y brillante, se refleja totalmente en un ángulo igual al de
incidencia (Reflexión especular o regular). Si la superficie no es del todo lisa y brillante, refleja sólo parte
de la luz que llega y además lo hace en todas direcciones, como en el caso de los reflectores fotográficos
de poliespán. A este fenómeno se llama Reflexión difusa y es la base de la Teoría del color que dice que:
Al incidir sobre un objeto un haz de luz de ondas de distinta longitud, absorbe una y refleja otras,
siendo estas últimas las que en conjunto determinan el color del objeto.
https://www.areaciencias.com/fisica/reflejo-de-la-luz/
c) TRANSMISIÓN:
Es el fenómeno donde la luz puede atravesar objetos no opacos. La transmisión es DIRECTA cuando el haz
de luz se desplaza en el medio íntegramente y de forma lineal. Medios transparentes.
La Transmisión es DIFUSA, si en el interior del cuerpo el rayo se dispersa en varias direcciones, tal como
ocurre en el vidrio opal, en plásticos, papel vegetal, etc. A estos materiales se los denomina translucientes.
La transmisión SELECTIVA ocurre cuando ciertos materiales. Vidrios, plásticos o gelatinas coloreadas dejan
pasar solo ciertas longitudes de onda y absorben otras, cono en el caso de los filtros fotográficos.
https://www.aulafacil.com/cursos/fisica-y-quimica/el-
color/transmision-l37427

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d) REFRACCIÓN:
Cuando los rayos luminosos inciden de forma oblicua sobre un medio transparente o pasan de un medio a
otro de distinta densidad, experimentan un cambio de dirección que está en función del ángulo de incidencia
(mayor ángulo, mayor refracción), de la longitud de la onda incidente y del índice de refracción de un medio
respecto del otro.
https://www.aitanatp.com/nivel6/luz/propied.htm
e) DISPERSIÓN:
En la refracción uno de los factores que afectan es la longitud de onda incidente, como la luz en un conjunto
de ondas, si un rayo cambia oblicuamente de medio, cada una de las radiaciones se refractará de forma
desigual, produciéndose una separación de las mismas, desviándose menos las de onda como el rojo y más
las cercanas al violeta.
Un prisma produce mayor difracción porque, además, al no ser sus caras paralelas, los rayos refractados
han de recorrer un camino aun mayor que provoca, al salir el rayo una refracción más exagerada.
https://elfisicoloco.blogspot.com/2013/05/dispersion-de-la-luz.html
f) DIFRACCIÓN:
En la desviación la luz se desplaza en línea recta, los rayos tenderán a separarse al aumentar la distancia.
Debido a ello, la intensidad luminosa decrece al separarnos del foco luminoso.

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https://sites.google.com/site/laluzfuentedevida/las-propiedades-de-la-luz