La Luz

-Newton: La luz está formada por corpúsculos

-Hyugens: La luz es una onda

-Interferencia

-Las ecuaciones de Maxwell

-El éter.

-Einstein y la teoría de los fotones. E=h$\nu$

La luz posee una naturalez dual

La velocidad de la luz

-Galileo. Encontró que de ser c finita es muy grande.

-Roemer se dio cuenta del retardo en los eclipses de Io si es que Júpiter se encuentra más lejos de la Tierra. Obtuvo $c=2.3\times 10^8$ m/s

-Fizeau us'o una rueda dentada que giraba y un espejo. Su valor para c es: $c=3.1\times10^8$ m/s

Reflexión de la luz

Medido respecto a la normal se tiene que:

$$\theta_i=\theta_r$$

Refracción de la luz

Se define $c_n$ , la velocidad de la luz en un medio de índice de refracción n por:

$$c_n=\frac{c}{n}$$

donde c es la velocidad de la luz en el vacío. Siempre se tiene que $n>=1$ .

Si $\theta_1,\theta_2$ son los ángulos de incidencia(refracción), medidos respecto a la normal se tiene la Ley de Snell-Descartes:

$$n_1 sen(\theta_1)=n_2 sen(\theta_2)$$

Nótese que esta ley contiene como caso particular la ley de reflexión, para $n_1=n_2$ .

Al pasar de un medio a otro, la frecuencia de la luz no cambia, pero cambia su longitud de onda

$$\lambda_n=\frac{\lambda}{n}$$

El Principio de Huygens

Cada punto de un frente de ondas actúa como fuente de ondas secundarias esféricas salientes, llamadas ondulaciones. La nueva posición del frente de ondas es tangente a todas las ondulaciones.

Con este principio se puede deducir la ley de Snell-Descartes.

Dispersión y Prismas

En general se tiene que:

$$n=n(\lambda)$$

Esto se llama dispersión. El resultado es que al pasar de un medio a otro, luz de distinta frecuencia(color) se desví a en distinta dirección, separándose los colores.

Reflexión total interna

Si la luz pasa de un medio $n_1$ a un medio $n_2$ , con $n_1>n_2$ se puede dar que toda la luz se refleja. No hay rayo refractado. Para que esto suceda el ángulo de refracción debe ser mayor o igual a 90 grados. Por lo tanto el ángulo de incidencia debe ser mayor que un ángulo crítico $\theta_c$ :

$$n_1sen \theta_c=n_2sen 90$$

$$sen \theta_c=\frac{n_2}{n_1}$$

-Aplicación: Fibras ópticas. Son barras de vidrio o plástico transparente que permiten "entubar" la luz. Se pierde muy poca intensidad luminosa (hay reflexión total) por reflexión en los extremos y por absorción en el material de la fibra. Se utiliza en medicina para permitir operaciones no invasivas y en telecomunicaciones, porque trnasportan mucha información simultáneamente.

Principio de Fermat

Cuando un rayo de luz viaja entre dos puntos, su trayectoria minimiza el tiempo de recorrido.