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LUZ, REFLEXIÓN Y ESPEJO.

Se llama luz (del latín lux, lucis) a 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 el rango entero de radiación conocido como el espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible denota la radiación en el espectro visible.

La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.

Algunas propiedades de la luz.

La luz se propaga en línea recta: La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).

Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.

Leyes de la reflexión de la LUZ

Cuando la luz llega a la superficie de un cuerpo, esta se refleja total o parcialmente en todas direcciones. Si la superficie es  lisa como en un espejo, los rayos son reflejados o rechazados en una sola dirección.

                Toda superficie que reflejan los rayos de luz recibe el nombre de espejo. Ejemplos son el agua de una alberca o un lago, con los espejos de cristal que pueden ser planos o  esféricos.  Un espejo común como los utilizados en casa o en automóviles, consta de una pieza de cristal a la cual se le deposita una capa delgada de plata en una de sus caras y para proteger dicha capa se recubre con pintura. Al rayo de luz que llega  al espejo se nombra incidente y al rayo rechazado por él se le llama reflejado.

Existen 2 leyes de la reflexión propuestas por DESCARTES y son:

1. El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en un mismo plano.
2. El Angulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.

Cuando estamos frente  a un espejo plano nuestra imagen es derecha porque conserva la misma posición; es virtual porque se ve como si estuviera dentro del espejo (la imagen real es la que recibe en una pantalla), es la simétrica porque aparentemente esta a la misma.

La distancia de la del espejo. También si movemos el brazo derecho, en nuestra imagen parece que movimos el izquierdo;  ello se debe a la propiedad que tienen todos los espejos planos y cuyo nombre es inversión lateral.

Se forman espejos planos angulares cuando se unen dos espejos planos por uno de sus lados formando un cierto triangulo. Al colocar un objeto en medio de ellos se observara un numero N de imágenes, este dependerá de la medida del ángulo. Para calcular el numero de imágenes que se producirán en 2 espejos planos angulares como de la imagen.

Se usa la expresión: N=360º/Numero de imagenes- 1

INTENSIDAD LUMINOSA

La fotometría es la parte de la óptica cuyo objetivo es determinar las intensidades de las fuentes luminosas y las iluminaciones de las superficies.
 
La intensidad luminosa se define como la cantidad de luz producida o  emitida por un cuerpo luminoso. su unidad de medida en el sistema internacional de unidades es la candela (cd).

•       Una candela equivale a 1/60 de la intensidad luminosa que emite 1 cm² de un cuerpo negro, a la temperatura del punto de fusión del platino(1773 °C).

•       Una bujía decimal equivale a la intensidad luminosa producida por un a vela de 2 cm de diametro, cuya llama es de 5 cm de altura.

•       1cd= 1 bd

Flujo luminoso

•       El flujo luminoso es la cantidad de energía luminosa que atraviesa en la unidad de tiempo de una superficie normal(perpendicular) a los rayos de luz.

La unidad en el SI es el lumen(lu). Un lumen es el flujo luminoso recibido durante un segundo por una superficie de un m², limitada dentro de una esfera de 1 m de radio y cuyo centro se encuentra una fuente con una intensidad luminosa de una candela.

•       Iluminación y ley de la iluminación

•       Un superficie esta iluminada cuando recibe una cantidad de luz. Su unidad de medida es el lux. Un lux es la iluminación producida por una candela o una bujía decimal sobre una superficie de 1 m² que se encuentra a un metro de distancia.

•       1 lux = 1 candela  = 1 bujía decimal

                                m²                      m²

•       Los focos producen una iluminacion que depende de su potencia de un watt. La equivalencia entre una potencia de un watt en un foco y la intensidadluminosa producida es aproximadamente igual a:

•       1 watt=1.1 candelas= 1.1 bujía decimal.

•        un foco de 4º watt equivale a 44 candelas o bujías decimales.

•       Ley de la iluminación o ley inversa al cuadrado. Es una consecuencia de la propagación en línea recta de la luz.

•       Ejemplo: un foco de 40 watt a una distancia de un metro de la superficie de la mesa, se produce cierta iluminación sobre ella. Si elevamos el foco a 2 metros, la iluminación se reduce a la cuarta parte(1/4). Si la elevamos a 3 mtros la iluminación equivale a la novena parte de la inicial(1/9).

•       Matemáticamente se expresa como:

  E=i/D AL CUADRADO

    E= iluminación expresada en lux(lx)

i= intensidad de la fuente luminosa calculada en candelas(cd)

D=distancia entre la fuente luminosa y la superficie medida en metros(m)

Tipos de espejos

ESPEJOS CILÍNDRICOS

Un espejo cilíndrico puede producir imágenes que están boca abajo e imágenes que no lo están. La imagen que vemos en un espejo cilíndrico depende de la orientación  del espejo y de la distancia entre tu y el espejo.

Espejos cóncavos:

 La imagen es real, invertida y situada entre el centro y el foco. Su tamaño es menor que el objeto.
Objeto situado en el centro de curvatura.  La imagen es real, invertida y situada en el mismo punto. Su tamaño igual que el objeto.
Objeto situado entre el centro de curvatura y el foco. La imagen es real, invertida y situada a la izquierda del centro de curvatura. Su tamaño es mayor que el objeto.

•       Espejos Planos

   Los espejos son superficies muy pulimentadas, con una capacidad reflectora del 95% o superior de la intensidad de la luz incidente.

Espejos convexos:

Se produce una situación en la que la imagen es virtual, derecha y más pequeña que el objeto.