Contenido de la página

Tema 14: La luz y sus propiedades. La página introduce el estudio de la luz mediante un esquema que resume seis fenómenos que experimenta la luz al interactuar con distintos materiales:

1. Dispersión: la luz blanca se separa en sus componentes de distinto color (longitud de onda) al atravesar un medio o chocar con partículas. Es la explicación del arcoíris.
2. Reflexión: la luz cambia de dirección al chocar contra una superficie, cumpliendo la ley de reflexión (\theta_i = \theta_r).
3. Difracción: la luz se abre al pasar por una abertura o rozar un borde, propagándose fuera de la trayectoria recta.
4. Refracción: la luz cambia de velocidad y de dirección al pasar de un medio a otro con distinto índice de refracción, según la ley de Snell, n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2.
5. Absorción: parte de la energía luminosa es captada por el material, que se calienta y no la reemite como luz visible.
6. Difusión (reflexión difusa): una superficie rugosa dispersa la luz en todas las direcciones, lo que permite ver los objetos desde cualquier ángulo sin que nos deslumbren.

Criterio de evaluación CE.CN.F.5.15: Explica los elementos de una onda, sus propiedades, tipos y fenómenos relacionados con la reflexión, refracción, formación de imágenes en lentes y espejos, efecto Doppler y descomposición de la luz, reconociendo la dualidad onda-partícula de la luz y sus aplicaciones en la transmisión de energía e información en equipos de uso diario.

Objetivo OG.CN.1: Desarrollar habilidades de pensamiento científico para lograr flexibilidad intelectual, espíritu indagador y pensamiento crítico; demostrar curiosidad por explorar el medio que rodea al estudiante y valorar la naturaleza como resultado de la comprensión de las interacciones entre los seres vivos y el ambiente físico.

Cuando ves un arcoíris, ¿cómo explicarías la formación de los diferentes colores?

1. La luz blanca del Sol es una mezcla de ondas electromagnéticas con distintas longitudes de onda, \lambda (de aproximadamente 380\,\text{nm} a 700\,\text{nm}).
2. Al entrar en una gota de agua, la luz se refracta: n_{\text{aire}} \sin\theta_i = n_{\text{agua}} \sin\theta_r, con n_{\text{agua}} \approx 1{,}33.
3. El índice de refracción del agua depende levemente de la longitud de onda (dispersión): n_{\text{rojo}} < n_{\text{violeta}}, por lo que cada color se desvía un ángulo ligeramente distinto (\theta_{\text{violeta}} \approx 40{,}4^\circ y \theta_{\text{rojo}} \approx 41{,}3^\circ).
4. Dentro de la gota la luz choca contra la cara posterior y sufre reflexión interna total (o casi total).
5. Al salir de la gota vuelve a refractarse, lo que amplía la separación angular entre colores.
6. El resultado es un espectro continuo de 7 colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta.

¿En qué situaciones cotidianas observas fenómenos de reflexión o refracción de la luz?