TEORÍAS ACERCA DE LA LUZ

TEORÍA CORPUSCULAR

• En el siglo XVII, El físico ingles Isaac Newton planteó que la luz está formada por partículas muy pequeñas, llamadas corpúsculos, que salen desde la fuente luminosa, viajan en línea recta a gran velocidad y estimulan nuestros ojos, produciendo la visión

TEORÍA ONDULATORIA

• También en el siglo XVII, el científico holandés Christian Huygens, propone que la luz es una onda que se propaga en un medio llamado éter

BASES DE CADA TEORÍA

TEORÍA CORPUSCULAR DE NEWTON

• La luz se propaga en línea recta, ya que la trayectoria de los corpúsculos es rectilínea

• Cuando un objeto se interpone en el camino de la luz, esta rebota en él, (reflexión de la luz) y se produce sombra

• La luz logra traspasar ciertos materiales, como lo hacen proyectiles o balas; refracción de la luz

BASES DE CADA TEORIA

• TEORÍA ONDULATORIA DE HUYGENS

• Huygens planeta que la luz es una onda, y que se propaga en un medio denominado “éter”

• La luz experimenta reflexión, que es un fenómeno típico de ondas

• La luz se refracta, fenómeno típico de ondas

¿EN QUÉ FALLABA CADA TEORÍA?

TEORÍA CORPUSCULAR TEORÍA ONDULATORIA

• ¿Por qué los cuerpos no pierden masa al emitir los corpúsculos?

• La propagación de la luz en el vacío; por eso postula existencia del éter

• ¿Los fenómenos de difracción en interferencia se observaran también en la luz, tal como ocurre con otras ondas?

¿EN QUÉ QUEDO LA CONTROVERSIA?

• Inicialmente se adopto la teoría corpuscular de Newton

• Luego los científicos se dieron cuenta que esta teoría no lograba explicar los fenómenos de difracción e interferencia

¿EN QUE CONSISTE LA DIFRACCION Y LA INTERFERENCIA?

DIFRACCION

Fenómeno en que una onda se “abre” luego de pasar por un pequeño agujero o rendija

¿Cómo puedo acentuar la difracción de una onda?

INTERFERENCIA

Ocurre cuando dos ondas se encuentran, superponiéndose (sumándose)

¿LA LUZ SE DIFRACTA?

¿EXISTIRÁ LA INTERFERENCIA DE LAS ONDAS LUMINOSAS?

Las respuestas a estas preguntas permitirán aclarar la naturaleza de la

luz

EL EXPERIMENTO DE YOUNG (1801)

ESTE EXPERIMENTO DEMUESTRA QUE LA LUZ SE DIFRACTA Y ADEMAS EXPERIMENTA SUPERPOSICION E INTERFERENCIA

EL EXPERIMENTO DE YOUNG

LA INTERFERENCIA LUMINOSA CONFIRMA EL COMPORTAMIENTO ONDULATORIO DE LA LUZ

¿BAJO QUÉ CONDICIONES SE DIFRACTA LA LUZ?

• Ocurre solo cuando la abertura tiene dimensiones muy pequeñas, del orden del millonésimo de un milímetro

• Lo cual nos hace concluir que la luz es una onda de muy pequeña longitud de onda (alta frecuencia)

CONSECUENCIAS DEL EXPERIMENTO DE YOUNG

1. En un principio la teoría ondulatoria de Huygens no fue aceptada y se tomo la teoría corpuscular de Newton (1670)

2. Paso más de un siglo hasta que los trabajos de Young (1801) permitieron demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz

3. Todos los estudios anteriores permitieron avanzar en el estudio de las ondas luminosas y llegar a la teoría electromagnética

LA LUZ COMO ONDA ELECTROMAGNETICA

LA TEORIA ELECTROMAGNETICA

• Planteada por el físico ingles James Maxwell en 1873. A través de cálculos matemáticos desarrolló la idea de que la luz es una onda electromagnética

• Las ondas electromagnéticas las generan cargas eléctricas aceleradas

• Se pueden transmitir en el vacío; con una velocidad constante de 3x108 m/s; con esto se desecha la existencia del éter

• La ondas electromagnéticas se propagan por la acción conjunta de campos eléctricos y campos magnéticos, que son indivisibles uno de otro

c fECUACION PARA LAS OEM

c= velocidad de las OEM 3x108 m/sλ=longitud de ondaf=frecuencia

ESPECTRO DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS

VALORES EXTREMOS DEL ESPECTRO VISIBLE

14

= 750 nm

f = 4x10 Hz

14

= 400 nm

f = 7,5x10 Hz

-91nm = 1x10 m

ESPECTRO DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS

ESPECTRO DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS

1.- ONDAS DE RADIO: Se utilizan en comunicaciones; como transmisiones de radio AM y FM; televisión y telefonía celular

5.- RAYOS UV :Ondas provenientes del Sol; los rayos UV que traspasan la atmosfera provocan quemaduras en la piel al exponerse a ellos sin la protección adecuada

2.- MICROONDAS: Utilizadas en sistemas de radar aeronáuticos; control de velocidad; en hornos microondas y en el estudio de la materia a nivel atómico

6.- RAYOS X: Son muy penetrantes, pero son absorbidos por materiales densos, como el plomo o los huesos, por lo que en medicina se usan para examinar el interior del cuerpo humano.

3.- ONDAS INFRAROJAS: Asociadas al intercambio de calor entre los cuerpos; se utilizan en medicina (kinesioterapia)

7.- RAYOS GAMMA: pueden resultar muy nocivos para el tejido humano, aunque también pueden emplearse para el tratamiento del cáncer.

4.- LUZ VISIBLE: Intervalo del aspecto electromagnético que es visible por el ojo humano. Las frecuencias de la luz visible corresponde a los diferentes colores

EFECTO FOTOELECTRICO (FINES DEL SIGLO XIX)TEORÍA CUANTICA

• A fines del siglo XIX se observa que las superficies metálicas emiten electrones cuando se exponen a la luz UV

• Este Fenómeno solo pudo ser explicado basándose en la teoría corpuscular

• En 1905 Einstein plantea que el efecto fotoeléctrico se produce porque un cuanto de luz o fotón, se comporta como una partícula que “golpea” al electrón y le entrega una cantidad suficiente de energía que lo expulsa del metal

• Einstein plantea, basándose en las ideas de Max Planck plantea que la luz está formada por paquetes energéticos denominados “cuantos de luz” o “fotones”

A partir de esta concepción, la física moderna considera aceptable la dualidad de la luz, esto significa que puede comportarse como una onda o como un flujo de fotones.