martes, 3 de septiembre de 2013

¿POR QUÉ EL CIELO ES AZUL?




La belleza del cielo no es más que el resultado de la interacción de la LUZ del Sol con la atmósfera. Una cantidad de humedad, relativamente pequeña, acompañada de partículas de polvo y de ceniza es suficiente para provocar en el cielo las múltiples manifestaciones de color.

El secreto del color azul del cielo esta relacionado con la composición de la luz solar -integrada por los distintos colores del arco iris- y con la humedad de la atmósfera. (El Sol es quien se encarga de procurar al aire su humedad. Con su calor, hace que parte del agua de la superficie terrestre se evapore. En corriente invisible pero incesante, la humedad se dirige hacia el cielo desde los océanos, mares, lagos y ríos; desde el suelo, las plantas y los cuerpos de los animales y del hombre).
Para explicar el color azul del cielo, imaginemos que dejamos pasar un rayo de sol por un prisma de vidrio. La luz se abre en un abanico de colores (se dispersa) por refracción y como resultado de esta dispersión vemos una gama de colores: violeta, azul, verde, amarillo y rojo. El rayo violeta es el que se ha separado mas de la dirección del rayo blanco y ahí esta precisamente la explicación del color del cielo. La desviación es máxima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud de onda larga (amarillos y rojos), que casi no son desviados. Los rayos violetas y azules, una vez desviados, chocan con otras partículas de aire y nuevamente varían su trayectoria, y así sucesivamente: realizan, pues, una danza en zigzag en el seno del aire antes de alcanzar el suelo terrestre. Cuando, al fin, llegan a nuestros ojos, no parecen venir directamente del Sol, sino que nos llegan de todas las regiones del cielo, como en forma de fina lluvia. De ahí que el cielo nos parezca azul, mientras el Sol aparece de color amarillo, pues los rayos amarillos y rojos son poco desviados y van casi directamente en línea recta desde el Sol hasta nuestros ojos.






¿POR QUÉ LOS CREPÚSCULOS SON ROJOS?




El fenomeno se llama dispersion de Raleigh


Resulta que la luz solar es un conjunto de ondas electromagneticas de distinta longitud de onda (o de otra forma de distinta frecuencia),la longitud de onda da la caracteristica del color,

El espectro visible va desde las longitudes de ondas largas (color rojo), pasando por el color amarillo ,verde y finalmente las mas cortas para el azul y violeta


Cuando la luz solar que contiene en distinta proporcion todos los colores del espectro visible (dando el color blanco) incide sobre los atomos de la atmosfera,los rayos de color azul actuan mas intensamente sobre estos que los rayos de color rojo ,como resultado de lo cual se dispersan en todas direcciones una y otra vez,de manera que cuando llegan a nuestros ojos ,lo hacen de toda la superficie del cielo ,es por eso que el cielo es azul,mientras que los demas colores llegan del sol de forma directa a nuestros ojos,manteniendo el color blanco del sol al mediodia


Sin embargo la dispersion de Raleygh transcurre a todas las frecuencias y cuando los rayos del sol atraviesan un mayor espesor de atmosfera,como cuando el sol esta bajo en el horizonte,tambien los rayos verdes y amarillos se dispersan ,llegando a nuestros ojos de forma directa solamente los rayos de color rojo.






¿POR QUÉ LAS NUBES SON BLANCAS?





El color de las nubes depende del tamaño de las gotas de agua. Cuando éstas son pequeñas, reflejan y dispersan todas las longitudes de onda -colores- que componen la luz por igual. Es por ello por lo que la luz solar atraviesa las condensaciones de agua sin sufrir cambios en su blanco original. 


Por el contrario, cuando una nube está formada por densas gotas de agua, éstas filtran la luz proveniente del sol, bloqueando su paso hacia la tierra. Cuanto mayor sea el tamaño de las gotas de agua, más oscuro será el tono de una nube. Si viésemos las nubes desde arriba, podríamos comprobar que siguen siendo blancas, por lo que podemos decir que el color de las nubes también depende de la posición en la que nos encontremos. 

Las nubes son blancas porque las moléculas de agua dispersan toda la luz visible. Además mientras más densa es la nube más cantidad de agua tiene por lo que se va transformando de blanca a gris y por último a color casi negro. 



¿POR QUÉ EL AGUA DEL MAR Y LOS 


LAGOS ES AZUL VERDOSA?




El fenómeno que hace que el mar se vea azul se llama "dispersión de Rayleigh". Es el mismo fenómeno que hace que el cielo se vea azul (aunque el color del cielo es independiente del color de mar) o que un sólido transparente cuando es muy grueso se vea de colores.

Consiste en lo siguiente: las ondas electromagnéticas que forman la luz visible penetran los cuerpos transparentes (sólidos, líquidos y gases) y al chocar con partículas pequeñas (de menor tamaño que la longitud de onda de la radiación) se produce la separación de las distintas frecuencias que forman la luz (como en los distintos colores del arcoiris). Algunas de estas frecuencias son absorbidas y otras son reflejadas como en el caso del color azul en el mar. Estos choques que producen la dispersión de Rayleigh aumentan con el espesor del material penetrado por la radiación. Es por esto que en los lugares donde el mar es más profundo se ve de un azul más oscuro (la penetración de la luz en el mar o en los lagos llega hasta cierto punto, unos 200 metros). Claro que hay lugares donde el mar se ve de tonos verdes o rojizos por influencia de las algas o de las sales disueltas pero esos son casos particulares. Me refiero al color del mar por el agua en sí.En el cielo, como está formado por gases, la penetración de la luz es más profunda (hasta chocar con la superficie de la Tierra), pero igualmente la longitud de onda de la luz que se refleja corresponde al azul. En los amaneceres o atardeceres cuando el cielo se ve rojo o naranja, los rayos del sol penetran la atmósfera con un ángulo más inclinado (menos perpendicular) y por tanto recorren un espesor mayor de atmósfera que hace que en los rayos dispersos los que se reflejan sean preferentemente los de longitud cercana al rojo (aunque esto también puede ocurrir en otras situaciones como en una atmósfera cargada de partículas de polvo).


miércoles, 24 de julio de 2013



TALLER 



1. QUÉ CLASE DE ONDA ES LA LUZ? ¿POR QUÉ?
Es una onda electromagnética porque no necesita un medio material para propagarse ; es decir que pueden propagarse por el vacío, 




2, ¿ EN QUÉ CONSISTE LA TEORÍA DE INTROMISIÓN Y EXTROMISIÓN?

la Teoría de la “Intromisión”, cuyo principal representante fue Leucipo. Según ésta, son los objetos los que envían algo a los ojos, ese algo lleva la información de la forma y el color. Tanto Empédocles como Leucipo coincidían en que la luz viajaba en línea recta, por lo tanto pudieron (mucho tiempo después) estudiarse con la geometría euclidiana. Por entonces ya se conocía el fenómeno de la reflexión de la luz.


Empédocles pensaba que la vista no era más que tocar los objetos con una “mano” muy larga. Él creía que de los ojos salían emanaciones que hacían contacto con los objetos y recogían su forma. Esta teoría se llama extramisión.



3.¿QUÉ ARGUMENTO PERMITIÓ DESCARTAR UNA DE ESTAS TEORÍAS? 

Fue muchos años después cuando se resolvió el añejo debate de extramisión contra intromisión. El encargado de esto fue Alhazen, médico árabe nacido en lo que hoy es Irak. Tomando entre otras cosas el hecho de que mirar directamente al sol lastima los ojos, dedujo acertadamente que los ojos son receptores y no emisores. También acertó al explicar que un objeto recibe luz del ambiente y la esparce en todas direcciones. En ausencia de obstáculos, esta luz esparcida se propaga hacia el ojo y le permite percibir el objeto. Si no hay luz, los objetos no pueden esparcir nada y es por eso que no los podemos ver.




4. ¿EN QUÉ CONSISTE LA REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ?

REFLEXIÓN

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 Y el ángulo de reflexión son iguales.

REFRACCIÓN 
La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al pasar del aire al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta.







5.¿CUÁL ES LA DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN DE LAS ONDA LUMINOSAS?

Se propaga de un lado a otro  en linea recta,  a la que se le da por nombre rayo de luz 









6. ¿QUÉ DIFERENCIA HAY ENTRE LOS ESPEJOS Y LOS LENTES?

ESPEJOS:
La diferencia entre espejos y lentes es que los espejos funcionan por reflexión y las lentes por refracción.
Un espejo es una superficie pulida en la que al incidir la luz, se refleja siguiendo las leyes de la reflexión. Los espejos son objetos que reflejan casi toda la luz que choca contra su superficie debido a este fenómeno podemos observar nuestra imagen en ellos. El ejemplo más sencillo es el espejo plano. En este último, un haz de rayos de luz paralelos puede cambiar de dirección completamente en conjunto y continuar siendo un haz de rayos paralelos, pudiendo producir así una imagen virtual de un objeto con el mismo tamaño y forma que es real.
Las lentes se basan en la refracción - requieren dos medios diferentes (aire y vidrio, normalmente).
Los espejos se basan en la reflexión - con un unico medio alcanza.
Si el tamaño es grande, los espejos son mas fáciles de construir que las lentes; todos los telescopios ópticos grandes son reflectores (con espejo), sólo los más chicos son refractores (con lente).
Si se dan las condiciones para una imagen real, una lente la va a formar del otro lado del objeto; un espejo forma imagen real siempre del mismo lado del objeto.




7.¿QUÉ LE SUCEDE A LA LUZ BLANCA CUANDO ATRAVIESA UN PRISMA?

Cuando la luz blanca atraviesa un prisma óptico, se descompone en luces de diferentes colores. El motivo es que la luz está formada por múltiples ondas que al atravesar las paredes del prisma se refractan de diferente forma siguiendo las leyes de la reflexión y de la refracción. Decimos que la luz se descompone al atravesar un prisma óptico.
se observa que por el efecto de la refracción la luz blanca se descompone en  7 colores por lo tanto la luz blanca es una composición  de siete colores que al pasar de un medio a otro la velocidad y las partículas de cada color se modifican de manera desigual desviándose cada color con un ángulo de refracción diferente y por eso se separan.





8.. APORTES DE ALGUNOS PERSONAJES A LA ÓPTICA.


RENE DESCARTES.



En la Edad Moderna René Descartes consideraba la luz como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter) que llenaba el espacio. Atribuyó los diferentes colores a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio.







LOUIS DE BROGLIE.



Planteó que si las ondas tenían propiedades de partículas también las partículas debían tener propiedades de onda  y difractarse como ellas al pasar por las rendijas.
Desarrolla la mecánica ondulatoria que hoy llamamos física cuántica.











ALBERT EINSTEIN.




Señaló que el efecto fotoeléctrico podría explicarse suponiendo que la luz está  formada por paquetes discretos de pequeñas cantidades de energía que llamó fotones.
La energía de un fotón depende de la frecuencia de onda de la luz, es decir, de su color un fotón azul tiene más energía que uno rojo, la energía transferida por el fotón al electrón en el efecto fotoeléctrico dependerá del color de la luz y no de su intensidad.



CHRISTIAN HUYGENS.

Sostenía  que la luz  era exclusivamente energía y no trasportaba materia desplazándose en forma ondulatoria generando crestas y bases como las olas del mar.
Propuso que la luz era un fenómeno oscilante que para propagarse necesitaba del “éter” una especie de fluido impalpable que todo lo llena incluso el vacío donde la luz también se propaga.





HENRY HERTZ.

Logró onda con frecuencia de onda mucho más baja que las de la luz visible ósea, longitudes de ondas mucho más largas que las de la luz visible como las señales de radio y de televisión estas pueden sortear obstáculos mucho más grandes que aquellas.
Hertz se convirtió en el padre de las comunicaciones a distancia.








 ISAAC NEWTON.



Decía que la luz está compuesta por pequeñas partículas luminosas  que viajaban todas a igual velocidad. Teoría corpuscular. También descubrió que la luz blanca estaba formada por los colores del arcoíris  del rojo al violeta por esta razón Newton creía que existían distintos tipos de corpúsculos de acuerdo a cada color.







THOMAS YOUNG.


Young comprobó un patrón de interferencias en la luz procedente de una fuente lejana al difractarse en el paso por dos rejillas, resultado que contribuyó a la teoría de la naturaleza ondulatoria de la luz.
Experimento de las dos rendijas. Hizo pasar un haz de luz por dos ranuras muy estrechas creando así dos hazes que se podrían proyectar sobre una pantalla.