Institución Educativa La Presentación de Campoamor

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INSTITUCION EDUCATIVA LA PRESENTACION
NOMBRE
ALUMNA:
AREA :
ASIGNATURA:
DOCENTE:
TIPO DE GUIA:
PERIODO
3
CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL
FÍSICA
JOSÉ IGNACIO DE JESÚS FRANCO RESTREPO
CONCEPTUAL - EJERCITACION
GRADO
FECHA
DURACION
11
JULIO 3 DE 2012
15 UNIDADES
INDICADORES DE DESEMPEÑO
 Soluciona problemas relativos a la luz para identificar los fenómenos ondulatorios en ellos.
 Valora el trabajo en equipo.
TE INVITO A QUE INICIES CON TODO JUICIO EN ESTE TERCER PERÍODO EL
MÁGICO MUNDO DE LA LUZ, SUS PROPIEDADES Y APLICACIONES
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Vamos rapidito
donde Michel La
Personera a
empezar con todo
ánimo el estudio de
esta guía
En el período anterior estudiaste una de las ondas mecánicas más importantes en nuestra vida como es
el sonido. Entras ahora a estudiar y analizar la onda electromagnética quizá más importante como lo es
la luz. Ésta se constituye en uno de los fenómenos físicos que más ha interesado a los científicos a lo
largo de la historia y que ha despertado el planteamiento de muchos interrogantes de los cuales no hay
una respuesta que podamos considerar definitiva, aun cuando hay modelos que intentan darles
respuesta.
Así Newton por ejemplo consiguió, en el siglo XVII, descomponer la luz blanca en los colores que forman
el arco iris. Einstein expuso, en 1905, el efecto fotoeléctrico, que explicaba cómo se arrancan electrones
de la superficie de un metal cuando incide luz sobre ella.
Es así como en el presente núcleo consideraremos algunos interrogantes sobre la naturaleza de la luz
que por mucho tiempo han sido planteados y de los cuales no hay una respuesta que podamos
considerar definitiva, aun cuando hay modelos que intentan darles respuesta.
Algunos interrogantes sobre la naturaleza de la luz son: ¿A través de qué medio viaja la luz?. ¿Puede
propagarse la luz en el vacío?. ¿Con qué velocidad viaja la luz?. ¿Es la luz una onda o un flujo de
partículas?. ¿Puede la luz doblar esquinas?. Y yo agregaría: ¿Por qué para peinarte o para maquillarte
lo tienes que hacer en un espejo y no en una lente por ejemplo?.
A todos estos interrogantes les podrás tratar de dar respuesta a medida que vayas avanzando en el
estudio de los temas del tercer período con el fascinante y misterioso mundo de la luz.
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La Luz es energía transportada por una onda
electromagnética (se puede propagar en el vacío) generada
por cargas eléctricas que vibran. La rama de la física
encargada de estudiar la luz y su interacción con los cuerpos
materiales recibe el nombre de óptica.
Actualmente los científicos aceptan la Dualidad de la luz, es
decir, la luz en parte se comporta como una partícula (teoría
corpuscular de Newton) y en parte como una onda (teoría
ondulatoria de Huygens).
Por medio de la teoría corpuscular se pueden explicar la
reflexión y la refracción de la luz, y por la teoría
ondulatoria se pueden explicar la difracción y la
interferencia de la luz.
La luz además de ser una onda electromagnética también es una onda transversal y por esto se puede
polarizar.

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LA LUZ
La luz se propaga en línea recta y avanza tan rápido que, a primera vista, pareciera que su propagación
de un punto a otro fuera instantánea. Este hecho nos explica por qué los antiguos griegos consideraban
que la velocidad de la luz era infinita. Sin embargo, la pregunta ¿con qué velocidad viaja la luz? Se
siguió formulando hasta principios del siglo XX.
En la actualidad se sabe que la velocidad de la luz en el vacío es una constante universal. La velocidad
de la luz es tan grande, tan difícil de imaginar, que si un rayo de luz diera vueltas alrededor de la tierra,
podría completar 7.5 vueltas por segundo aproximadamente.
Se ha determinado que la velocidad de la luz en el vacío es aproximadamente de 300000 km/s, es
decir, en un segundo la luz recorre una distancia de 300000 km. Observa que la velocidad de la luz es
muy grande comparada con la velocidad del sonido (tan sólo de 340 m/s). Por esto cuando cae un rayo
tú observas primero la luz del relámpago y luego escuchas el sonido del trueno.
NO LO OLVIDES: C = 300000 km/s, donde C es la velocidad de la luz y que como es una onda se
propaga con velocidad constante.
ACTIVIDADES
1. MIDO MI CAPACIDAD PARA CONSULTAR, LEER, ANALIZAR, APRENDER
Y PROFUNDIZAR MÁS.
Del texto física 2 de Ed. Norma que encuentro en el bibliobanco, con otra compañera debo desarrollar los
siguientes planteamientos:
a. De las páginas 82, 116 y 117 voy a leer, discutir, describir y explicar las teorías ondulatoria y
corpuscular acerca de la naturaleza de la luz. ¿Quiénes fueron los defensores de cada una de estas
teorías?. ¿Qué fenómenos ondulatorios se explican a partir de cada una de ellas?.
b. De la pág. 83 del mismo texto consulto lo que es la reflexión de la luz y describo concisamente el
proceso de la visión humana.
3
c.
d.
De la pág. 84 consulto claramente: Reflexión especular y reflexión difusa y hago la figura de cada una
de ellas
Voy al computador y consulto la biografía de cada uno de los defensores de las teorías acerca de la
naturaleza de la luz, y de igual manera escribo sus aportes a la física más sobresalientes.
PIENSO UN POCO...
1. ¿Qué distancia recorre la luz en una año?. Dicha distancia recibe el nombre de Año luz. Por lo tanto
el año luz es una unidad de medida no de tiempo sino de longitud.
2. Sabiendo que el radio de la tierra es de aproximadamente de 6400 Km. ¿Cómo compruebo que la
luz en un segundo le da aproximadamente 7.5 vueltas a la tierra?
2. LEO, ME ENTERO DE OTROS CONCEPTOS Y APRENDO MÁS.

R
REEFFLLEEXXIIÓ
ÓN
ND
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UZZ
Hemos mencionado anteriormente que además de la luz comportarse como partícula, también se
comporta como onda; por lo tanto cumple las mismas propiedades vistas en clase sobre las ondas, entre
las cuales está la reflexión. Ve a la guía de Fenómenos ondulatorios (propiedades de las ondas) y
haz un repaso de ella, teniendo en cuenta que todo lo que analices es válido también para la luz (ley de
la reflexión, ley de Snell, etc.).
Recuerda pues que la reflexión es el cambio de dirección que experimenta la onda que llega o incide
cuando choca con un obstáculo. Este cambio de dirección se produce en el mismo medio. Como la
onda incidente (transmitida) y la onda reflejada están en el mismo medio, sus velocidades son iguales.
Como la luz es una onda presenta también estos fenómenos y características.

EESSPPEEJJO
OSS YY FFO
OR
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Los espejos son superficies reflectoras de luz y que se utilizan para formar imágenes.
Las imágenes se forman debido a los rayos de luz que son reflejados por el espejo; estas imágenes
pueden ser reales o virtuales.
-
Imagen real: Cuando la imagen se forma donde se interceptan directamente los rayos reflejados. La
imagen real se forma al mismo lado del campo del espejo, es decir, al mismo lado donde está
ubicado el objeto. Las imágenes reales siempre son invertidas (al revés)
-
Imagen virtual: Cuando la imagen se forma donde se interceptan las prolongaciones de los rayos
reflejados. La imagen virtual se forma al otro lado del campo del espejo, es decir, al otro lado de
donde está ubicado el objeto. Las imágenes virtuales siempre son derechas.
Los espejos pueden ser planos o esféricos.

Formación de imágenes en un espejo plano: Los espejos planos son aquellos cuya superficie es
plana, así como el espejo que utilizas en tu casa para organizarte todos los días para salir
alegremente a tu colegio. Para que tú te puedas ver completa en un espejo plano este debe tener
una altura mínima igual a la mitad de tu tamaño.
Los espejos planos siempre producen imágenes virtuales (derechas) y de
igual tamaño que el objeto (su aumento es 1: A = 1).
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Debes además tener muy en cuenta los cinco parámetros siguientes tanto para los espejos planos como
para los espejos esféricos:
-
Distancia del objeto al espejo: Se puede representar con la letra p o con do.
Distancia de la imagen al espejo: Se puede representar con la letra q o con di.
Tamaño del objeto: Es su altura. Se puede representar con la letra To o Ho.
Tamaño de la imagen: Es su altura. Se puede representar con la letra Ti o Hi.
Aumento: Indica si la imagen formada es mayor, igual o menor que el tamaño del objeto. Se
representa con la letra A. Si A > 1 significa que la imagen es de mayor tamaño que el objeto, si A < 1
la imagen es menor que el objeto y si A = 1 la imagen es del mismo tamaño que el objeto.
Matemáticamente el aumento se calcula así:
A
di Ti

d o To
En los espejos planos siempre se cumple que A = 1 , por tanto: di = do y Ti = To .
Combinación de espejos planos (espejos angulares): Cuando se coloca un objeto entre dos espejos
planos, el número de imágenes (n) que se forma viene dado por la expresión:
n 
360  x
x
, donde x es el ángulo que forman los dos espejos planos.
APLICACIÓN:
1. Dos espejos planos forman entre sí un ángulo de 90º. ¿Cuántas imágenes se forman?.
2. Para que el número de imágenes que se observan por la combinación de dos espejos planos sea 5.
¿Qué ángulo deben formar dichos espejos?

Espejos esféricos:
Los espejos esféricos son aquellos cuya superficie es curva (un casquete esférico).
esféricos se dividen en dos: Cóncavos y convexos.
Los espejos
-
Espejo cóncavo: Cuando la superficie reflectora de la luz es la parte cóncava, es decir la parte
interna del casquete esférico.
-
Espejo convexo: Cuando la superficie reflectora de la luz es la parte externa del casquete esférico.

Cóncavo

Convexo
5
PARTES DE UN ESPEJO ESFÉRICO
En los espejos esféricos se deben distinguir las siguientes partes o elementos:








Campo del espejo: Es el conjunto de puntos por los cuales pueden pasar los rayos luminosos que
inciden en la superficie reflectora.
Centro de curvatura: Es el punto del espacio equidistante de todos los puntos del espejo, es decir,
el centro de la esfera al cual pertenece el casquete esférico. Se denota con la letra C.
Vértice del espejo: Es el punto medio del espejo. Se denota con la letra V.
Radio de curvatura: Es la distancia del centro de curvatura al espejo (al vértice). Se denota con la
letra r.
Eje principal eje focal: Recta que pasa por el centro de curvatura y por el vértice del espejo.
Plano focal: Plano perpendicular al eje principal situado a una distancia r/2 del espejo y que pasa
por el foco.
Foco: Punto de intersección del plano focal y el eje principal. En otras palabras es el punto medio
del segmento que une el centro y el vértice. Se denota con la letra F.
Distancia Focal: Es la distancia que hay desde el foco al vértice del espejo y que es la misma que
hay del foco al centro de curvatura. Se denota con la letra f.
Ten muy en cuenta que:
f=r/2
¡Buuuuh!
¡Mamá, mamá...
hay un fantasma en
el Espejo!
NOTAS DEMASIADOS IMPORTANTES:
1. Cuando una imagen es invertida se dice que es real y en este caso el espejo que se utilizó fue un
espejo esférico cóncavo, es decir, el único espejo que produce imágenes reales es el cóncavo.
2. Las imágenes reales pueden ser menores, iguales ó mayores que el objeto y esto depende de la
distancia donde se ubica el objeto frente al espejo.
3. Cuando una imagen es derecha se dice que es virtual. Tanto el espejo plano como los esféricos
(cóncavos y convexos) pueden formar imágenes virtuales, así:
a. Si la imagen es virtual (derecha) y menor que el objeto (A < 1), el espejo es esférico convexo.
b. Si la imagen es virtual (derecha) y de igual tamaño que el objeto (A = 1), el espejo es plano.
c. Si la imagen es virtual (derecha) y mayor que el objeto (A > 1), el espejo es esférico cóncavo.
En la próxima guía estudiaremos la forma gráfica y analítica de obtener las
imágenes en los espejos esféricos.
6
-5
1. Un haz de luz de longitud de onda 5.6 x 10 cm que viaja en el vacío, pasa por un medio en el cuál la
luz tiene una velocidad de (3/4).C, C = velocidad de la luz en el vacío. La longitud de onda del haz de
luz en el segundo medio, en cm, es:
-5
A. 6.8 x 10
B. 5.6 x 10
-5
C. 2.4 x 10
-5
D. 4.2 x 10
2. Dos espejos se colocan sobre una mesa formando
un ángulo de 90º, como ilustra la figura. Un rayo
luminoso incide sobre el espejo 1 formando el
ángulo indicado de 30º. El ángulo  que forma el
rayo emergente con el espejo 2, vale:
-5

Espejo 2
30º
Espejo 1
A. 15º
B. 30º
C. 45º
D. 60º.
3. Un haz de luz incide sobre una lámina de vidrio y forma un ángulo de 30º con la normal; parte del haz
de luz se refleja y parte se refracta. Si el haz de luz reflejado y el refractado son perpendiculares,
determino el índice de refracción del vidrio.
“El hombre inteligente no es el que tiene muchas ideas,
sino el que sabe sacar provecho de las pocas que tiene”
Estaré siempre atenta a las
señales de tránsito