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Fisica 3° · 2024
Libro de Física 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

184/273

Tema 14: La luz y sus propiedades

📄 introduccion fisica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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No hay ejercicios numéricos en esta página. Saberes previos: el arco iris se forma por dispersión y refracción de la luz blanca en las gotas de agua; reflejos en espejos y pantallas, y el «lápiz roto» en agua son ejemplos de reflexión y refracción.

fisica ⭐ Dificultad 1/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 184

Fisica 3° · 2024

Introducción — Tema 14: La luz y sus propiedades

La página presenta la apertura del Tema 14 de Física del BGU: no contiene ejercicios numéricos, sino criterios de evaluación, objetivos y una caja de saberes previos. Se resumen a continuación los fenómenos ópticos que aparecen en la ilustración y se responden las preguntas de arranque.

Fenómenos de la luz representados en la imagen

  • Dispersión: la luz blanca que incide sobre un objeto o partícula se separa en múltiples rayos de distintas direcciones; por ejemplo, la luz que se descompone en un prisma o en una gota de agua.
  • Reflexión: la luz choca contra una superficie (por ejemplo, un espejo o un piso pulido) y rebota, cumpliendo la ley de reflexión i = r.
  • Difracción: la luz atraviesa una rendija o borra y se abre en un abanico de rayos al pasar por ella.
  • Refracción: la luz pasa de un medio a otro (aire → agua) y cambia de dirección porque su velocidad varía, describiéndose por la ley de Snell n_{1}\,\text{sen}\,i = n_{2}\,\text{sen}\,r.
  • Absorción: la luz incide sobre un material y parte de su energía se transforma en calor (por eso los objetos oscuros se calientan más).
  • Dispersión (transmisión): la luz pasa a través de un medio y se difunde en todas las direcciones.

Criterio de evaluación CE.CN.F.5.15

Explica los elementos de una onda (amplitud, longitud de onda, frecuencia, velocidad), sus propiedades, tipos y los fenómenos relacionados con la reflexión y la refracción, la formación de imágenes en lentes y espejos, el efecto Doppler y la descomposición de la luz; además, reconoce la dualidad onda-partícula de la luz (E = h\nu y \lambda = h/p) y sus aplicaciones en la transmisión de energía e información en equipos de uso diario.

Objetivo OG.CN.1

Desarrollar habilidades de pensamiento científico: flexibilidad intelectual, espíritu indagador y pensamiento crítico; demostrar curiosidad por explorar el medio y valorar la naturaleza como resultado de las interacciones entre los seres vivos y el ambiente físico.

Saberes previos (respuestas orientativas)

  1. ¿Cómo explicarías la formación de los colores del arco iris? La luz blanca del Sol está compuesta por luz de muchas frecuencias. Al atravesar una gota de agua, cada color sufre refracción, reflexión interna y una nueva refracción; como cada color tiene distinta frecuencia, se dispersa con un ángulo diferente (el violeta se desvía más que el rojo). Así se forma el espectro de colores que percibimos.

  2. ¿En qué situaciones cotidianas observas reflexión o refracción? Reflección: ver tu rostro en un espejo, un estanque que refleja los árboles, una pantalla de celular. Refracción: el lápiz «roto» dentro de un vaso con agua, los lentes de las gafas y la lupa, el fondo de una piscina que parece más cercano de lo que está.

Contenido de la página

TEMA 14: La luz y sus propiedades

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

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

OBJETIVOS

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

Saberes previos

  • Cuando ves un arco iris, ¿cómo explicarías la formación de los diferentes colores?
  • ¿En qué situaciones cotidianas observas fenómenos de reflexión o refracción de la luz?

Fenómenos de la luz (ilustración del tema)

Fenómeno Qué ocurre Ejemplo cotidiano
Dispersión La luz se separa en múltiples direcciones y colores Arco iris, prisma
Reflexión La luz rebota sobre una superficie, con i = r Espejo, piso pulido
Difracción La luz se abre al pasar por una rendija Pasar luz por una rendija estrecha
Refracción La luz cambia de dirección al cambiar de medio Lápiz en un vaso con agua
Absorción La luz se transforma en calor al incidir Objeto negro al sol
Dispersión (transmisión) La luz pasa a través de un medio y se difunde Pantalla opalescente

Fuente de la ilustración: https://n9.clrgj2bu

Ejemplos resueltos

Explica con qué propiedad de la onda se relaciona la descomposición de la luz blanca en el arco iris.

La luz blanca es una mezcla de frecuencias. Cada color tiene distinta frecuencia \nu y, como v = \lambda\, f con v constante en un mismo medio, también distinta longitud de onda \lambda. Al refractarse en las gotas de agua, el ángulo de desvío depende de \lambda: el violeta se desvía más (aprox. 40^\circ) que el rojo (aprox. 42^\circ). Esa diferencia de ángulos es la dispersión que forma el espectro de colores.

Tabla

Fenómeno Qué ocurre Ejemplo cotidiano
Dispersión La luz se separa en múltiples direcciones y colores Arco iris, prisma
Reflexión La luz rebota sobre una superficie, con i = r Espejo, piso pulido
Difracción La luz se abre en un abanico al pasar por una rendija Rendija estrecha
Refracción La luz cambia de dirección al cambiar de medio Lápiz en agua
Absorción La luz se transforma en calor Objeto negro al sol
Dispersión (transmisión) La luz pasa a través de un medio y se difunde Pantalla opalescente

Diagrama

mindmap
  root((La luz y sus propiedades))
    Onda
      Amplitud
      Longitud de onda
      Frecuencia
      Velocidad
    Fenómenos
      Reflexión
      Refracción
      Dispersión
      Difracción
      Absorción
    Dualidad
      Onda
      Partícula (fotón)
    Aplicaciones
      Lentes y espejos
      Efecto Doppler
      Transmisión de energía e información

Fórmulas y ecuaciones

Ley de reflexión: i = r

Ley de Snell: n_{1}\,\text{sen}\,i = n_{2}\,\text{sen}\,r

Energía del fotón: E = h\nu

Relación onda: v = \lambda\, f

E = h\nu

\lambda = \dfrac{h}{p}

n_{1}\,\text{sen}@@MATH_0@@\,r

i = r

v = \lambda\, f

Glosario (6)

Dispersión
Fenómeno en el que la luz se separa en múltiples rayos de distintas direcciones o en sus componentes de color (espectro).
Reflexión
Cambio de dirección de la luz al golpear una superficie, cumpliendo que el ángulo de incidencia es igual al de reflexión.
Refracción
Cambio de dirección de la luz al pasar de un medio a otro con distinto índice de refracción, porque su velocidad cambia.
Difracción
Abertura de la luz en un abanico de rayos al pasar por una rendija o por el borde de un obstáculo.
Absorción
Transformación de la energía lumínica en otra forma (generalmente calor) cuando la luz incide sobre un material.
Dualidad onda-partícula
Propiedad de la luz de comportarse como onda (interferencia, difracción) y como partícula (fotón), con energía $E = h\nu$.

Preguntas para practicar

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

La luz blanca del Sol contiene muchas frecuencias. Al entrar en una gota de agua, cada color sufre refracción, reflexión interna y una nueva refracción; como cada color tiene distinto índice de refracción y distinta longitud de onda, sale desviado con un ángulo diferente (el violeta más que el rojo), y al sumarse todos los ángulos se ve el espectro de colores.

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

Reflexión: ver tu reflejo en un espejo, ver los árboles reflejados en un estanque, las luces reflejadas en el vidrio de un edificio. Refracción: el lápiz que parece roto en un vaso con agua, el fondo de la piscina que parece más cercano, los lentes de las gafas y la lupa, y el arco iris.

Temas y conceptos clave

La luz y sus propiedadesFenómenos ópticosReflexión de la luzRefracción de la luzDispersión de la luzDifracción y absorciónDualidad onda-partícula de la luzEfecto Doppler y descomposición de la luzondaamplitudlongitud de ondafrecuenciareflexiónrefraccióndispersióndiffracciónabsorciónespectro visibledualidad onda-partículaefecto Dopplerlentes y espejos

Fuentes y referencias

  • https://n9.clrgj2bu
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Preguntas que la gente también hace

¿Qué fenómenos de la luz se representan en el Tema 14 del libro de Física del BGU?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo se forma el arco iris según la física?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cuál es la diferencia entre reflexión y refracción de la luz?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Definición de onda: amplitud, longitud de onda, frecuencia y velocidad de propagación
  • • Ley de reflexión: ángulo de incidencia igual al ángulo de reflexión
  • • Ley de Snell y qué es un índice de refracción
  • • Que la luz blanca es una mezcla de múltiples colores (espectro visible)
Siguiente tema sugerido
Las propiedades de la onda: amplitud, longitud de onda, frecuencia y velocidad de la luz
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1086 caracteres

TEMA 14:

La luz y sus propiedades

as “Se REFLEXION DISPERSIÓ! LUZ mol >

a REFRACCIÓN DIFRACCIÓN UZ | <=, ABSORCION |

Fuente: https://n9.cl/rgj2bu

CRITERIOS DE EVALUACION

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

OBJETIVOS

OG.CN.1. Desarrollar habilidades de pensamiento científico con el fin de lograr flexibilidad intelectual, espírituindagador y pensamiento crítico; demostrar curiosidad por explorar el medio que les rodea y valorar la naturaleza como resultado de la comprensión de las interacciones entre los seres vivos y el ambiente físico.

Saberes previos Cuando ves un arco iris, ¿cómo explicarías la formación de los diferentes colores? ¿En qué situaciones cotidianas observas fenómenos de reflexión o refracción de la luz?

Texto de Física | 493

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