Reflexión Refracción y Polarización

La reflexión de la luz 

La luz es una manifestación de energía. Gracias a ella las imágenes pueden ser reflejadas en un espejo, en la superficie del agua o un piso muy brillante. Esto se debe a un fenómeno llamado reflexión de la luz. La reflexión ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan en ella, se desvían y regresan al medio que salieron formando un ángulo igual al de la luz incidente, muy distinta a la refracción.

Es el cambio de dirección, en el mismo medio, que experimenta un rayo luminoso al incidir oblicuamente sobre una superficie. Para este caso las leyes de la reflexión son las siguientes:

1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano.

2a. ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

  

Reflexión de la luz.

La refracción de la luz

La refracción es el cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio. Este fenómeno se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes velocidades según el medio por el que viaja. El cambio de dirección es mayor cuanto mayor es el cambio de velocidad, ya que la luz recorre mayor distancia en su desplazamiento por el medio en que va más rápido. La ley de Snell relaciona el cambio de ángulo con el cambio de velocidad por medio de los índices de refracción de los medios.

Como la refracción depende de la energía de la luz, cuando se hace pasar luz blanca o policromática a través de un medio con caras no paralelas, como un prisma, se produce la separación de la luz en sus diferentes componentes (colores) según su energía, en un fenómeno denominado dispersión refractiva. Si el medio tiene las caras paralelas, la luz se vuelve a recomponer al salir de él.

Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviación en la dirección de propagación se explica por medio de la ley de Snell. Esta ley, así como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencia del principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido óptico de menor tiempo.

Lápiz "quebrado" debido a la refracción.

Refracción de la luz en gotas de agua. 

Ley de la refracción

1a. ley: El rayo incidente, la normal y el rayo refractado están en el mismo plano.

2a. ley (Ley de Snell): La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la onda en el segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del índice de refracción del primer medio por el seno del ángulo de incidencia es igual al producto del índice de refracción del segundo medio por el seno del ángulo de refracción, esto es:

Polarización

El fenómeno de la polarización se observa en unos cristales determinados que individualmente son transparentes. Sin embargo, si se colocan dos en serie, paralelos entre sí y con uno girado un determinado ángulo con respecto al otro, la luz no puede atravesarlos. Si se va rotando uno de los cristales, la luz empieza a atravesarlos alcanzándose la máxima intensidad cuando se ha rotado el cristal 90° sexagesimal respecto al ángulo de total oscuridad.

También se puede obtener luz polarizada a través de la reflexión de la luz. La luz reflejada está parcial o totalmente polarizada dependiendo del ángulo de incidencia. El ángulo que provoca una polarización total se llama ángulo de Brewster.
Muchas gafas de sol y filtros para cámaras incluyen cristales polarizadores para eliminar reflejos molestos.

Polarizador.

Polarización electromagnética

Es una propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de una orientación. Esto se refiere normalmente a las llamadas ondas transversales, en particular se suele hablar de las ondas electromagnéticas, aunque también se puede dar en otras ondas transversales. Por otra parte, las ondas de sonido en un gas o líquido son ondas exclusivamente longitudinales en la que la oscilación es siempre en la dirección de la onda; por lo que no se habla de polarización en este tipo de ondas.

En una onda electromagnética, tanto el campo eléctrico y el campo magnético son oscilantes, pero en diferentes direcciones; ambas perpendiculares entre si y perpendiculares a la dirección de propagación de la onda; por convención, el plano de polarización de la luz se refiere a la polarización del campo eléctrico.

Reflexión difusa

La reflexión difusa es la reflexión de la luz desde una superficie, de tal forma que un rayo incidente es reflejado en muchos ángulos, en vez de en solamente un ángulo, como en el caso de la reflexión especular. Una superficie reflejante difusa ideal tiene la misma luminancia desde todas las direcciones que se encuentren en el semiespacio adyacente a la superficie.

Una superficie hecha a partir de un polvo no absorbente como el yeso, de fibras como el papel o de un material policristalino como el mármol, refleja la luz difusivamente con gran eficiencia. Muchos materiales comunes exhiben una mezcla de reflexión especular y reflexión difusa.

La visibilidad de los objetos, excluyendo a los emisores de luz, es debida principalmente a la reflexión difusa de la luz: la luz dispersada por la reflexión difusa forma la imagen del objeto en el ojo del observador.

Su mecanismo 

En general, la reflexión difusa en los sólidos no es debida a la rugosidad de la superficie. Aunque una superficie plana debe, en efecto, dar una reflexión especular, esto no previene que exista reflexión difusa. Un pedazo de mármol blanco altamente pulido continúa siendo blanco; no importa cuánto se pula, no es posible convertir el mármol en espejo. El pulido, sin embargo, produce la existencia de cierta reflexión especular, pero el resto de la luz continúa siendo reflejada de forma difusa. 

Figura 1 – Mecanismo general de reflexión difusa en una superficie sólida (el fenómeno de refracción no está representado)

El mecanismo más general por el cual una superficie produce una reflexión difusa no tiene que ver exactamente con la superficie: la mayor parte de la luz reflejada proviene de centros de dispersión debajo de la superficie, como se muestra en la figura 1. Si nos imaginamos que la figura representa nieve y los polígonos son sus cristales de hielo (transparentes), un rayo incidente es reflejado parcialmente (un porcentaje pequeño) por la primera partícula, entra en ella, es reflejado de nuevo por la interfase con la segunda partícula, entra en esta, incide en la tercera, y así sucesivamente. Esto genera una serie de rayos «primarios» dispersados en direcciones aleatorias, los cuales, a través del mismo mecanismo, generan un gran número de rayos «secundarios», quienes generan rayos «terciarios», etc. Todos estos rayos viajan a través de los cristales de nieve, que no absorben luz, hasta que llegan a la superficie y salen en direcciones aleatorias. El resultado final es que la luz es enviada de regreso en todas las direcciones, de manera que la nieve luce blanca, aun estando compuesta de materiales transparentes (el hielo).

Por simplicidad, aquí se habla de «reflexiones», pero en forma más general, las interfases entre las pequeñas partículas que constituyen muchos de los materiales son irregulares en una escala comparable a la longitud de onda de la luz. Por lo tanto, la luz difusa se genera en cada interfase, más que un único rayo reflejado. Aun así, la descripción sigue siendo la misma. 

Figura 2 – Reflexión difusa en una superficie irregular.

El mecanismo es muy general, porque casi todos los materiales comunes están hechos de «cosas pequeñas» pegadas entre sí. Los materiales minerales son, por lo general policristalinos: se les puede describir con compuestos por un mosaico tridimensional de cristales pequeños de forma irregular. Los materiales orgánicos están compuestos usualmente por fibras de células, con sus membranas y sus estructuras internas complejas. Además, cada interfase, inhomogeneidad o imperfección puede desviar, reflejar o dispersar la luz, reproduciendo el mecanismo anterior.

Hay pocos materiales que no siguen este mecanismo. Entre ellos están los metales, los cuales no permiten el ingreso de la luz en ellos; los gases, los líquidos, el vidrio y los plásticos transparentes (que tienen una estructura microscópica amorfa, similar a un líquido); los monocristales, como algunas gemas o los cristales de sal; también algunos materiales especiales como los que forman la córnea y el cristalino del ojo. No obstante, estos materiales pueden reflejar difusivamente si su superficie es rugosa microscópicamente, como el vidrio esmerilado (Figura 2), o si su estructura interna se deteriora como en las cataratas en el cristalino del ojo.

Una superficie también puede presentar reflexión especular y difusa, como en una pintura brillante, lo que da una fracción de reflexión especular, mientras que las pinturas de acabado mate dan casi exclusivamente reflexión difusa.

Reflexión especular

Reflexión de la luz en una superficie pulida en la que a cada rayo incidente corresponde sólo uno reflejado que la abandona según el mismo ángulo.

 Las superficies irregulares producen reflexión difusa (véase difusión) y suavizan la luz. 

Ocurre cuando los rayos luminosos que caen en una superficie reflectora muy plana son reflejados de modo que el ángulo incidente es igual al ángulo reflejado

Reflexión total 

Es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz atraviesa un medio de índice de refracción n2 menor que el índice de refracción n1 en el que éste se encuentra, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente.

Este fenómeno solo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor crítico, θc. Para ángulos mayores la luz deja de atravesar la superficie y es reflejada internamente de manera total. La reflexión interna total solamente ocurre en rayos viajando de un medio de alto índice refractivo hacia medios de menor índice de refracción.

La reflexión interna total se utiliza en fibra óptica para conducir la luz a través de la fibra sin pérdidas de energía. En una fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción más grande que el material que lo rodea. El ángulo de la incidencia de la luz es crítico para la base y su revestimiento y se produce una reflexión interna total que preserva la energía transportada por la fibra.

En aparatos de óptica se prefiere utilizar la reflexión total en lugar de espejos metalizados. Como ejemplo de utilización de la reflexión total en aparatos corrientes encontramos el pentaprisma de las cámaras fotográficas réflex y el Prisma de Porro o Schmidt-Pechan de los prismáticos.

Imagen ilustrando la reflexión interna total en un vidrio semicilíndrico de laboratorio.

¿Qué es la Luz?

Concepto 

La luz es una onda electromagnética compuesta por diminutas partículas llamadas Fotones y que nos permite visualizar todo lo que nos rodea aportando color y sentido a la vista.

En Física, el Fotón es aquella partícula de luz que se propaga en el vacío y es portadora de todas aquellas formas de radiación electromagnética, entre las que se incluyen los rayos gamma, los rayos x, la luz ultravioleta, la luz infrarroja, las ondas de radio, las microondas, entre otras. 

Fotones de baja y alta energía.

Es la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro electromagnético. Al igual que el sonido, la luz se propaga mediante un movimiento ondulatorio. Pero ambas ondas tienen diferentes magnitudes características y son de distinto tipo.

La luz en una onda de tipo transversal que se puede propagar en el vacío, donde alcanza una velocidad máxima aproximada de:  

Características de la luz:

Propagación rectilínea de la luz

La línea recta de propagación de la luz se denomina rayo luminoso. se utilizan líneas rectas para representar las ondas luminosas y explicar la existencia de sombras, penumbras y eclipses. Si colocamos delante de un foco luminoso extenso (la luz de una linterna) un cuerpo opaco, observamos que detrás de él aparecen:

• Zonas donde no llega ningún rayo de luz (zona de sombra).
• Otras donde llegan solamente algunos rayos de luz (zona de penumbra).
• Otras donde llegan todos los rayos de luz (zona iluminada).

     

Sabías que el... color de un objeto depende de la luz que refleja. Si vemos un objeto rojo es porque absorbe todos los colores menos el rojo, que refleja. Frente a la luz blanca los objetos se conforma se comportan de forma distinta:

• Los que reflejan todos los colores son de color blanco.  
• Los que absorben todos los colores son de color negro.
• Los que absorben todos los colores menos uno tendrán el mismo color que la luz que reflejan.

El espectro electromagnético 

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir ver el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación. 

El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.

Diagrama del espectro electromagnético, mostrando el tipo, longitud de onda con ejemplos, frecuencia y temperatura de emisión de cuerpo negro.

Bandas del espectro electromagnético

Para su estudio, el espectro electromagnético se divide en segmentos o bandas, aunque esta división es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios usos, por lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos.

Banda	Longitud de onda (m)	Frecuencia (Hz)	Energía (J)
Rayos gamma	< 10x10−12m	> 30,0x1018Hz	> 20·10−15 J
Rayos X	< 10x10−9m	> 30,0x1015Hz	> 20·10−18 J
Ultravioleta extremo	< 200x10−9m	> 1,5x1015Hz	> 993·10−21 J
Ultravioleta cercano	< 380x10−9m	> 7,89x1014Hz	> 523·10−21 J
Luz Visible	< 780x10−9m	> 384x1012Hz	> 255·10−21 J
Infrarrojo cercano	< 2,5x10−6m	> 120x1012Hz	> 79·10−21 J
Infrarrojo medio	< 50x10−6m	> 6,00x1012Hz	> 4·10−21 J
Infrarrojo lejano/submilimétrico	< 1x10−3m	> 300x109Hz	> 200·10−24 J
Microondas	< 10−2m	> 3x108Hzn. 1	> 2·10−24 J
Ultra Alta Frecuencia - Radio	< 1 m	> 300x106Hz	> 19.8·10−26 J
Muy Alta Frecuencia - Radio	< 10 m	> 30x106Hz	> 19.8·10−28 J
Onda Corta - Radio	< 180 m	> 1,7x106Hz	> 11.22·10−28 J
Onda Media - Radio	< 650 m	> 650x103Hz	> 42.9·10−29 J
Onda Larga - Radio	< 10x103m	> 30x103Hz	> 19.8·10−30 J
Muy Baja Frecuencia - Radio	> 10x103m	< 30x103Hz	< 19.8·10−30 J

El espectro visible 

Isaac Newton, en el siglo XVIII, descubrió que al atravesar un haz de luz blanca por un prisma óptico de divide en una banda luminosa multicolor (que va del rojo al violeta) denominada espectro visible. Un fenómeno parecido se produce cuando observamos el arco iris.

Se llama espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible: un típico ojo humano responderá a longitudes de onda de 400 a 700 nm, aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 hasta 780 nm. Los arcoíris son un ejemplo de refracción del espectro visible.

La correspondiente longitud de onda en el agua y en otros medios está reducida por un factor igual al índice de refracción. En términos de frecuencia, ésta corresponde a una banda en el campo de valores entre 450 y 750 terahercios. Un ojo adaptado a la luz generalmente tiene como máxima sensibilidad un valor de 555 nm, en la región verde del espectro visible. El espectro sin embargo no contiene todos los colores que los ojos humanos y el cerebro puedan distinguir; marrón, rosado y magenta están ausentes, por ejemplo, porque se necesita la mezcla de múltiples longitudes de onda.

 Descomposición de la luz por medio de un prisma.

Propagación de la luz 

Los fenómenos más importantes que experimentan las ondas de luz en su propagación son la reflexión y la refracción. 

Una de las propiedades de la luz más evidentes a simple vista es que se propaga en línea recta. Lo podemos ver, por ejemplo, en la propagación de un rayo de luz a través de ambientes polvorientos o de atmósferas saturadas. La óptica geométrica parte de esta premisa para predecir la posición de la luz, en un determinado momento, a lo largo de su transmisión.

De la propagación de la luz y su encuentro con objetos surgen las sombras. Si interponemos un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación una pantalla, obtendremos sobre ella la sombra del cuerpo. Si el origen de la luz o foco se encuentra lejos del cuerpo, de tal forma que, relativamente, sea más pequeño que el cuerpo, se producirá una sombra definida. Si se acerca el foco al cuerpo surgirá una sombra en la que se distinguen una región más clara denominada penumbra y otra más oscura denominada umbra.

 Sin embargo, la luz no siempre se propaga en línea recta. Cuando la luz atraviesa un obstáculo puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. Este fenómeno, denominado difracción, es el responsable de que al mirar a través de un agujero muy pequeño todo se vea distorsionado o de que los telescopios y microscopios tengan un número de aumentos máximo.

La absorción de la luz

Cuando una onda atraviesa un medio, una parte de la energía que lleva es absorbida por las partículas presentes en dicho medio. Así, la onda va atenuándose a medida que se propaga. En física, la absorción de la radiación electromagnética es el proceso por el cual dicha radiación es captada por la materia. Cuando la absorción se produce dentro del rango de la luz visible, recibe el nombre de absorción óptica. Esta radiación, al ser absorbida, puede, bien ser reemitida o bien transformarse en otro tipo de energía, como calor o energía eléctrica. 

Por esto un sonido se escucha con una intensidad menor cuanto más nos alejamos de la Fuente Sonora. Otros ejemplos de absorción son las ondas que se propagan por un estanque. A medida que nos separamos del punto de partida de la onda de las oscilaciones son menos visibles, hasta que llegan a desaparecer, a menudo incluso antes de alcanzar el borde.

La disminución de intensidad es proporcional a:

• El espesor de la sustancia
• La intensidad de la onda incidente
• Las características del medio, englobadas en una constante a (coeficiente de absorción). El coeficiente de absorción a se define como la disminución relativa de la intensidad de la onda por una unidad de longitud que recorre en el medio atravesado. 

Una parte de la luz no logra atravesar las vidrieras; es absorbida por estas.

La difracción de la luz 

En física, la difracción es un fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, el haz colimado de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.

Teoría

La difracción puede ser entendida a nivel fenomenológico usando el principio de Huygens, según el cual un frente de onda se puede visualizar como una sucesión de emisores puntuales, que reemiten la onda al oscilar en respuesta a ella y contribuyen así a su propagación. Aunque cada oscilador individual genera una onda esférica, la interferencia de todas ellas da lugar a una onda plana que viaja en la misma dirección que la onda inicial. Cuando el frente de onda encuentra un obstáculo los emisores correspondientes al extremo del frente de onda obstruido no tienen otros emisores que interfieran con las ondas que ellos generan, y estas se aproximan a ondas esféricas o cilíndricas. Como consecuencia, al adoptar el frente de onda una forma redondeada en donde fue recortado, la dirección de propagación de la onda cambia, girando hacia el obstáculo. Se suele decir que la onda "dobla" las esquinas. 

Las dispersión de la luz 

La luz procedente de una estrella, conocida como luz blanca, es una superposición de luces de diferentes colores, las cuales presentan una longitud de onda y una frecuencia específicas. La dispersión de la luz es un fenómeno que se produce cuando un rayo de luz blanca atraviesa un medio transparente (por ejemplo un prisma) y se refracta, mostrando a la salida de éste los respectivos colores que la constituyen.

La dispersión tiene su origen en una disminución en la velocidad de propagación de la luz cuando atraviesa el medio. Debido a que el material absorbe y reemite la luz cuya frecuencia es cercana a la frecuencia de oscilación natural de los electrones que están presentes en él, ésta luz se propaga un poco más despacio en comparación a luz de frecuencias distintas. Estas variaciones en la velocidad de propagación dependen del índice de refracción del material y hacen que la luz, para frecuencias diferentes, se refracte de manera diferente. En el caso de una doble refracción (como sucede en el prisma) se distinguen entonces de manera organizada los colores que componen la luz blanca: la desviación es progresiva, siendo mayor para frecuencias mayores (menores longitudes de onda); por lo tanto, la luz roja es desviada de su trayectoria original en menor medida que la luz azul.

Dispersión de la luz en dos prismas de distinto material.

los rayos de luz, al atravesar las gotas de agua, se dispersan separándose en los distintos colores, desde el rojo hasta el violeta, que forman el arco iris.

Naturaleza de la luz, vídeos:

La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios. Sin embargo, para obtener un estudio claro y conciso de su naturaleza, podemos clasificar los distintos fenómenos en los que participa según su interpretación teórica.
Aquí se muestran algunos vídeos que según considero explican la naturaleza de la luz, espero los disfrutes!.  

La naturaleza de la luz

¿QUÉ ES LA LUZ? NATURALEZA DE LA LUZ

LUZ: naturaleza y propiedades

Teorías de la velocidad de la luz

La velocidad de la luz en el vacío es por definición una constante universal de valor 299 792 458 m/s (aproximadamente 186 282.397 millas/s) (suele aproximarse a 3·108 m/s como ya había escrito antes), o lo que es lo mismo 9.46·1015 m/año; la segunda cifra es la usada para definir al intervalo llamado año luz.

Se simboliza con la letra c, proveniente del latín celéritās (en español celeridad o rapidez).

El valor de la velocidad de la luz en el vacío fue incluido oficialmente en el Sistema Internacional de Unidades como constante el 21 de octubre de 1983, pasando así el metro a ser una unidad derivada de esta constante.

La rapidez a través de un medio que no sea el "vacío" depende de su permitividad eléctrica, de su permeabilidad magnética, y otras características electromagnéticas. En medios materiales, esta velocidad es inferior a "c" y queda codificada en el índice de refracción. En modificaciones del vacío más sutiles, como espacios curvos, efecto Casimir, poblaciones térmicas o presencia de campos externos, la velocidad de la luz depende de la densidad de energía de ese vacío.

De acuerdo con la física moderna toda radiación electromagnética (incluida la luz visible) se propaga o mueve a una velocidad constante en el vacío, conocida común —aunque impropiamente como "velocidad de la luz" (magnitud vectorial), en vez de "rapidez de la luz" (magnitud escalar). Esta es una constante física denotada como c. La rapidez c es también la rapidez de la propagación de la gravedad en la teoría general de la relatividad.

Una consecuencia en las leyes del electromagnetismo (tales como las ecuaciones de Maxwell) es que la rapidez c de radiación electromagnética no depende de la velocidad del objeto que emite la radiación. Así, por ejemplo, la luz emitida de una fuente de luz que se mueve rápidamente viajaría a la misma velocidad que la luz proveniente de una fuente estacionaria (aunque el color, la frecuencia, la energía y el momentum de la luz cambiarán; fenómeno que se conoce como efecto Doppler). 

Tipos de luz

LUZ SOLAR: El sol es una estrella que debido al efecto gravitacional de su masa domina al sistema planetario llamado sistema solar en el que se encuentra la tierra. El sol actúa como una gran planta nuclear liberando la energía de su núcleo. Esta energía nuclear produce la luz solar y la luz solar es la encargada de iluminar solo una parte de la tierra, esto sucede debido al movimiento de rotación del planeta que gira sobre su propio eje y tarda 24 horas en completar una vuelta completa.

LUZ DE BOMBILLAS: En México se les asigna más comúnmente el nombre de focos. Son lámparas eléctricas de luz muy potente concentrada en una sola dirección.  Su cuerpo luminoso es generalmente de tungsteno a través del cual circula una corriente eléctrica. Como consecuencia debido al calor el tungsteno comienza a arder y de este modo produce la luz. De toda la energía liberada en el proceso solo un porcentaje muy pequeño se transforma en luz ya que el resto de la energía se transforma en calor. En el interior de vidrio del foco no existe el oxígeno para que el filamento no se queme. Generalmente se rellena de nitrógeno o algún otro gas noble.

LUZ PROVENIENTE DE PROCESOS DE COMBUSTIÓN: Se le llama proceso de combustión al acto en el que una substancia se oxida de una manera acelerada y en el cuál se desprende gran cantidad de calor y de luz, es decir al proceso a través del cual se quema un material o substancia. Estos procesos son los que mantienen funcionales ciertos tipos de lámparas, algunas comerciales y desarrolladas de manera profesional. Sin embargo la luz de un proceso de combustión también se puede obtener simplemente quemando cualquier material que pueda ser consumido por el fuego.

En la fotografía también existen varios tipos de iluminación a los cuales se les llama tipos de luz, estos son:

LUZ NATURAL: La luz natural proviene del sol o bien del reflejo de la luz del sol en la luna cuando esta se encuentra llena. La luz natural tiene diferentes matices en intensidad, dureza, color y dirección. Esto debido a los movimientos de rotación y traslación de la tierra que sitúan al planeta en diversas posiciones frente al sol.
En fotografía la luz natural es utilizada fundamentalmente para realizar tomas en exteriores.

LUZ ARTIFICIAL: La luz artificial en el mundo de la fotografía es un tipo de luz que proviene de elementos artificiales como focos, spots, flashes y cualquier objeto luminoso que pueda ser controlado por el hombre. Este tipo de luz, por tanto, brinda la posibilidad de manipular su dirección, color e intensidad por lo que sirve para realizar tomas tanto en interiores como en exteriores.

 

Las teorías

Galileo Galilei

Galileo intentó en una ocasión medir la velocidad de la luz, aunque sin éxito. Galileo se estacionó en lo alto de una colina con una lámpara, mientras un ayudante hacía lo mismo en otra colina. Galileo descubrió la lámpara durante un instante, enviando un destello al ayudante quien, tan pronto como vio ese destello hizo lo propio destapando su lámpara y enviando otro destello a Galileo. Éste anotó el tiempo transcurrido total, repitiendo el experimento una y otra vez con distancias cada vez mayores entre los observadores, llegando finalmente a la conclusión de que era imposible descubrir las lámparas con la suficiente rapidez y que la luz probablemente se propagaba con velocidad infinita. Sabiendo, como ahora sabemos, que la luz viaja a la impresionante velocidad de 300.000 km/s, es fácil comprender las causas del fallo del experimento de Galileo.

Ole Rømer.

En 1676, el danés Ole Rømer, a partir de observaciones astronómicas realizadas sobre uno de los satélites del planeta Júpiter, obtuvo la primera prueba terminante de que la luz se propagaba con velocidad infinita. Júpiter tiene doce pequeños satélites o lunas, cualquiera de ellos son suficientemente brillantes para que puedan verse con un telescopio regularmente bueno o unos prismáticos. Los satélites aparecen como minúsculos puntos brillantes a uno y otro lado del disco del planeta. Estos satélites giran alrededor de Júpiter como la Luna alrededor de la Tierra, y cada uno es eclipsado por el planeta durante una parte de cada revolución.

Rømer dedujo de sus observaciones que la luz necesitaba un tiempo de unos veintidós minutos para recorrer una distancia igual al diámetro de la órbita terrestre. El mejor valor obtenido para esta distancia, en tiempos de Rømer, era de 1'72·108 millas.

Albert Michelson

Albert Abraham Michelson nació en Strelno (actualmente Strzelno, Polonia); llegó a Estados Unidos siendo un niño y estudió en la Academia Naval de los Estados Unidos y en las universidades de Berlín, Heidelberg y París. Fue profesor de física en la Universidad Clark desde 1889 hasta 1892, y desde 1892 hasta 1929 dirigió el departamento de física de la Universidad de Chicago. Determinó la velocidad de la luz con un alto grado de precisión, con instrumentos creados por él.

En 1887 Michelson inventó el interferómetro, que utilizó en el famoso experimento del éter realizado con el químico estadounidense Edward Williams Morley. En aquella época, la mayoría de los científicos creían que la luz viajaba como ondas a través del éter. También opinaban que la Tierra viajaba por el éter. El experimento Michelson-Morley demostró que dos rayos de luz enviados en diferentes direcciones desde la Tierra se reflejaban a la misma velocidad. De acuerdo con la teoría del éter, los rayos se habrían reflejado a velocidades distintas. De esta forma, el experimento demostró que el éter no existía. Los resultados negativos del experimento también fueron útiles para el desarrollo de la teoría de la relatividad. Entre las obras más importantes de Michelson se encuentran La velocidad de la luz (1902) y Estudios de óptica (1927).

Michelson sobresalió con sus contribuciones y mejoras. Reemplazando la rueda dentada por un pequeño espejo de ocho caras y aumentando la trayectoria de la luz cerca de 70 km, Michelson obtuvo el valor de 299.796 km/seg en 1926.

Un estudio crítico extensivo de los diferentes valores atribuidos por los distintos observadores a la velocidad de la luz en estos últimos cuarenta años ha permitido fijar como valor más probable el de:

c = 299.792.5 km/s

Con fines prácticos se toma para la velocidad de la luz en el vacío o en el aire la cifra de

c = 3 x 108 m/s.

El artículo, escrito por el físico James Franson de la Universidad de Maryland, ha copado la atención de la comunidad de la física al poner en duda la exactitud de la reconocida teoría de la relatividad general. Dicha teoría sugiere que la luz viaja a una velocidad constante de 299.792.458 metros por segundo en el vacío, un valor que es de uso universal en la mayoría de mediciones relacionadas con el cosmos.

Según las cifras de Einstein, esto deberían haber ocurrido alrededor de tres horas antes de percibir el estallido de luz óptica y desde ese momento en adelante, los pulsos deberían haber ido parejos, ya que viajaban a la velocidad de la luz. Sin embargo, la luz óptica llegó aproximadamente 7,7 horas después que los neutrinos, es decir, con 4,7 horas de retraso.

El físico de la Universidad de Maryland cree que el retraso podría haber sido porque la luz se hacía de hecho más lenta a medida que viajaba por algo conocido como la 'polarización del vacío'. Durante este fenómeno, los fotones se descomponen en algo conocido como positrones y electrones por una fracción de segundo, antes de combinarse de nuevo, lo que podría afectar la energía de las partículas, causando la variación de velocidad.

Vídeo un experimento de la luz, el disco de Newton 

Arroyos de Barranquilla

Los arroyos que se producen en Barranquilla son corrientes de agua de lluvia que corren sobre las vías de la ciudad a gran velocidad, lo que dificulta notablemente la movilidad y reduce la seguridad de los transeúntes. 

En un día como cualquier otro, repentinamente empieza a llover y en poco menos de unas horas estas precipitaciones se convierten en verdaderos ríos que paralizan a la ciudad, las carreteras y calles que antes transitaban se llenan de aguas torrenciales que arrastran consigo vehículos, buses llenos de personas. Muchas personas y niños han muerto arrastrados por estos peligrosos arroyos, que se acumulan en el norte y se engrandecen en el sur de la ciudad.

En la fotografía, un Bus de Transmetro salva vida de taxista que era arrastrado por arroyo