Velocidad de La Luz y Reflaxion

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  • 7/23/2019 Velocidad de La Luz y Reflaxion

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    Fsica DMtodos para medir

    la velocidad de la luzy aplicaciones de larefexin interna total

    Fabin JaraLuis Chvez

    Paul Jimnezevin !ambrano

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    De acuerdo con la fsica modernatoda radiacin

    electromagntica (incluida la luz visible)se propaga o mueve a una velocidadconstante en el vaco, conocida comnaunque impropiamentevelocidad de laluz (magnitud vectorial), en vez derapidez de la luz (magnitud escalar)!"sta es una constante fsica denotada

    como c! #a rapidez ces tambin larapidez de la propagacin de lagravedad en la teora general de larelatividad!

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    #a $istoria de la medicin de la velocidad de la luzcomienza en el siglo %&'' en los albores dela revolucin cientca!

    n estudio $istrico relativo a las mediciones de lavelocidad de la luz se*ala una docena de mtodosdiferentes para determinar el valor de c!

    #a ma+or parte de los primeros eperimentos para

    intentar medir la velocidad de la luz fracasarondebido a su alto valor, + tan solo se pudieronobtener medidas indirectas a partir de fenmenosastronmicos!

    "n el siglo %'% se pudieron realizar los primeroseperimentos directos de medicin de la velocidadde la luz conrmando su naturalezaelectromagntica + las ecuaciones de -a.ell!

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    Primeros intentos

    "n /012 'saac 3eec4man, un amigo de 5en Descartes,propuso un eperimento en el que se pudiese observar el 6as$de un ca*n re6e78ndose en un espe7o ubicado a /!0 4m delprimero!

    "n /09:, ;alileo propuso un eperimento para medir lavelocidad de la luz al observar la percepcin del retraso entre ellapso de destapar una linterna a lo le7os!

    5en Descartes critic este eperimento como algo super6uo,en el $ec$o de que la observacin de eclipses, los cuales tenanm8s poder para detectar una rapidez nita, dio un resultadonegativo!

    "n /00imento de Florencia, con las linternas separadas a /!0 4m sinobservarse ningn retraso! 5obert ?oo4e eplic los resultados negativos tal como ;alileo

    $aba dic$o@ precisando que tales observaciones noestableceran la innita velocidad de la luz sino tan solo quedic$a velocidad deba ser mu+ grande!

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    M"#$%$ %& F$'C('L#

    #a luz producida en un manantial luminosopasaba a travs de una l8mina de vidrio +,despus, a traves de una lente convergente quela concentraba en la supercie de un espe7o

    plano!Atro espe7o, cncavo, se dispona de forma que la

    luz que re6e7aba el plano llegaba a un foco + sere6e7aba siguiendo el mismo camino que a laida!

    >uando la luz llegaba de nuevo al espe7o plano sere6e7aba, + esta luz re6e7ada convergaformando una imagen de la fuente luminosa, quese observaba a travs de un anteo7o!

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    Bi el espe7o plano giraba, la luz que re6e7aba al volvera l lo encontraba en otra posicin +, por tanto, laimagen en el anteo7o estaba ligeramente corrida!

    #a velocidad de la luz poda calcularse a partir de lavelocidad de rotacin, la magnitud del movimiento + ladistancia entre los espe7os!

    "isten modicaciones del mtodo original, quepermiten obtener resultados m8s precisos!

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    5e6ein Cotal interna

    "n ptica la refexin interna totales el fenmeno quese produce cuando un ra+o de luz atraviesa un mediode ndice de refraccin n2menor que el ndice derefraccin n1en el que ste se encuentra, se refracta detal modo que no es capaz de atravesar la supercie

    entre ambos medios re6e78ndose completamente!

    "ste fenmeno solo se produce para 8ngulos deincidencia superiores a un cierto valor crtico, c! Eara8ngulos ma+ores la luz de7a de atravesar la supercie +

    es re6e7ada internamente de manera total! #a re6eininterna total solamente ocurre en ra+os via7ando de unmedio de alto ndice refractivo $acia medios de menorndice de refraccin!

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    )n*ulo Cr+tico

    "l 8ngulo crtico se puede calcular a partirde la le+ de Bnell, se puede producir unaecuacin para c calcular el 8ngulo crtico!

    Bi $acemos / c en el medio pticamentem8s denso + 1 2GH, en consecuencia

    n/sen / n1sen1

    >omo sen 2GH /, entonces sen c n1In/donde n/Jn1

    c arcsin n1In/

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    =plicaciones

    Medicina "n este campo son evidentes las venta7as quepuede aportar el uso de la bra ptica como a+udaa las tcnicas endoscpicas cl8sicas +, de $ec$o,

    est8n siendo sustituidos los sistemas tradicionalespor los modernos broscopios! Diversos aparatoscomo laringoscopios, rectoscopios, broncoscopios,vaginoscopios gastroscopios + laparoscopios,inclu+en +a esta tecnologa, la cual nos permite

    con gran precisin la eploracin de cavidadesinternas del cuerpo $umano!

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    -ensores#os sistemas elctricos convencionales

    son a menudo inadecuados enentornos de altas tensiones + zonascon campos interferentes, locales de

    industrias con emanaciones, #a braptica no nos plantea este problema!

    ;racias a la eactitud que nos

    proporciona este medio, los sensoresson un punto bastante importante en elque se aplica la tecnologa de la braptica

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    .luminacin

    "s obvio que, ante todo, lo que la bra pticatransporta es luz! =l margen de lainformacin que esta pueda enviar, estaaplicacin es bastante importante, +a que,

    debido a sus particulares caractersticasnombradas anteriormente, nos permite consuma facilidad iluminar zonas especialessometidas a toicidades, riesgos de incendio,

    etc! tales como industrias petrolferas,eplotaciones mineras, industrias de altoscomponentes in6amables + muc$as otras!

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    #elecomunicaciones"l trmino telecomunicacin cubre todas las formas

    de comunicacin a distancia, inclu+endo radio,telegrafa, televisin, telefona, transmisin de datose interconein de computadoras a nivel de enlace!

    #as bras pticas se utilizan ampliamente entelecomunicaciones, +a que permiten enviar grancantidad de datos a una gran distancia, convelocidades similares a las de radio o cable! Bon elmedio de transmisin por ecelencia al ser inmune

    a las interferencias electromagnticas, tambin seutilizan para redes locales, en donde se necesiteaprovec$ar las venta7as de la bra ptica sobreotros medios de transmisin!

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    GRACIAS