La luz - Propiedades - Segunda parte

Comienzo apuntando, a modo de síntesis, lo ya visto acerca de las propiedades de la luz e iré agregando conceptos nuevos para completar la enumeración de propiedades:

- Se propaga en línea recta. Un hecho que demuestra esta condición es la formación de sombras, silueta oscura con la forma del objeto que se manifiesta detrás del cuerpo iluminado,respecto del foco de luz.

- Su velocidad es finita e igual a 299.792.458 metros / segundo en el vacío.

- Se refleja al incidir sobre superficies reflectoras. Podemos ver los objetos que nos rodean porque la luz que se refleja en ellos llega hasta nuestros ojos.

Para ampliar este concepto hay que agregar que existen dos tipos de reflexión de la luz:

Reflexión Especular: se da cuando la superficie donde se refleja la luz es perfectamente lisa y todos los rayos reflejados salen en la misma dirección. Ejemplo de esto son los espejos, la superficie de un lago.

Reflexión Difusa: se da cuando la superficie presenta rugosidades. Los rayos reflejados salen en todas las direcciones. Podemos percibir los objetos y sus formas gracias a la reflexión difusa de la luz en su superficie.

- Un rayo de luz cambia de dirección cuando pasa de un medio transparente a otro también transparente, lo que se denomina Refracción. Este cambio de dirección esta originado por la distinta velocidad de la luz en cada medio. Se dijo también que la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio en el que puede propagarse se denomina índice de refracción.

La luz blanca es una mezcla de colores: si un haz de luz blanca atraviesa un medio dispersor, como por ejemplo, un prisma transparente, los colores se separan debido a que tienen diferentes índices de refracción.

En otras palabras, la luz blanca o visible puede descomponerse en luces monocromáticas, siempre que atraviese algún obstáculo que obligue, a las diferentes ondas que la constituyen, a viajar a velocidades diferentes. El resultado es el arco iris o espectro de la luz blanca.

La descomposición de la luz blanca en los diferentes colores que la componen data del siglo XVIII y se debe a Isaac Newton. La luz blanca se descompone en estos colores principales:

Rojo : el color que sufre la menor desviación, luego se encuentran el Anaranjado, el Amarillo, el Verde, el Azul, el Añil y finalmente el Violeta, color que sufre la mayor desviación.

La materia se comporta de distintas formas cuando interacciona con la luz.

Transparentes: permiten que la luz se propague en su interior en una misma dirección, de modo que vuelve a salir. Así, se ven imágenes nítidas. Ejemplos: vidrio, aire, agua, alcohol, etc.

Opacos: Estos materiales absorben la luz o la reflejan, pero no permiten que los atraviese. Por tanto, no se ven imágenes a su través. Ejemplos: madera, metales, cartón, cerámica, etc.

Translúcidos: Absorben o reflejan parcialmente la luz y permite que se propague parte de ella, pero la difunden en distintas direcciones. Por esta razón no se ven imágenes nítidas a su través. Ejemplos: tela fina, papel cebolla, etc.

En realidad existen tres colores: rojo, verde y azul, llamados colores primarios, que al mezclarse en diferentes proporciones dan lugar a todos los demás. Si se mezclan en las mismas cantidades producen luz blanca.

Los colores de los objetos se deben a dos causas distintas:

Color por Transmisión: Algunos materiales transparentes absorben toda la gama de colores menos uno, que es el que permiten que se transmita y da color al material transparente. Por ejemplo, un vidrio es rojo porque absorbe todos los colores menos el rojo.

Color por Reflexión: La mayor parte de los materiales pueden absorber ciertos colores y reflejar otros. El color o los colores que reflejan son los que percibimos como el color del objeto. Por ejemplo, un objeto es amarillo porque absorbe todos los colores y sólo refleja el amarillo.

Un cuerpo es blanco cuando refleja todos los colores y es negro cuando absorbe todos los colores. Como nota cave decir que los cuerpos negros se perciben gracias a que reflejan difusamente parte de la luz, de lo contrario no serían visibles.

Para referirme al último concepto que quiero apuntar aquí y que esta referido a la Refracción, o cambio de dirección del haz de luz al pasar de un medio a otro, hay que recordar que se llama ángulo de incidencia al ángulo que forma el haz de luz incidente con la normal a la superficie que separa ambos medios, y ángulo de refracción al formado por la nueva dirección que toma el haz refractado en el segundo medio con la normal.

Si llamo con (v1) a la velocidad de la luz en el aire y con (v2) a la velocidad de la luz en el vidrio o el agua, (v1 > v2) entonces, si el haz de luz pasa desde el aire, (v1) al vidrio o el agua (v2), siendo (v1) mayor a (v2), el rayo refractado se acerca a la normal. Si por el contrario, pasa del agua (v2) al aire (v1) el rayo refractado se aleja de la normal.

Cuando el rayo de luz pasa de un medio más lento a otro más rápido se aleja de la normal y entonces, si se aumenta el ángulo de incidencia, llega un momento en que el ángulo de refracción alcanza los 90° respecto a la normal de la superficie de separación de ambos medios, lo que significa que desaparece el rayo refractado. El ángulo de incidencia correspondiente al ángulo de refracción de 90° se llama Ángulo crítico, ya que si sigo aumentando el ángulo de incidencia la luz comienza a reflejarse íntegramente, fenómeno que se conoce como Reflexión Total.

Una aplicación de la reflexión total es la fibra óptica, que es una fibra de vidrio, larga y fina en la que la luz en su interior choca con las paredes en un ángulo superior al crítico de manera que la energía se transmite sin apenas pérdida. Los espejismos también son un fenómeno de reflexión total.

Como comentario final diré: para ampliar estos conceptos sobre la luz puedes consultar Wikipedia o este sitio o este otro, sitios a los que he recurrido para armar estas entradas.