es verdad que la luz se propaga en línea recta? Razona tu respuesta
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
La idea fundamental sobre la que se construye la óptica geométrica es la de que los rayos de luz viajan en línea recta y la demostración más evidente de que viaja en línea recta son las sombras. En el camino que sigue la luz se pueden interponer obstáculos pero también agujeros (un lugar por donde puede colarse).
Explicación:
Los obstáculos al paso de la luz originan sombras
Si interponemos un cuerpo opaco en el camino de la luz y a continuación una pantalla, sobre ella recogeremos su sombra.
Si el tamaño del foco es pequeño comparado con el del objeto (y esto sólo depende de las posiciones relativas, de lo alejados que estén el uno del otro) se produce sólo sombra.
Si el tamaño del foco es grande comparado con el del objeto (recuerda que esto sólo depende de las posiciones relativas, de lo alejados que estén uno del otro) se produce sombra y penumbra.
Si el foco de luz está muy alejado, desde el obstáculo el foco se ve como si fuera un punto de luz. Los rayos surgen radialmente de cada punto del foco.
En los casos anteriores no se menciona la distancia entre la pantalla y el objeto. ¿Cómo crees que influye esta distancia en el tipo de sombra?
Un agujero en el obstáculo
Si en el camino de la luz interponemos un obstáculo con agujeros (huecos) obtenemos sobre una pantalla algo así como los "negativos" de las sombras (el término"negativo" es el mismo que se usa en fotografía de "negativo fotográfico"):
.
Los agujeros pueden ser grandes, medianos y pequeños y de distintas formas. Para tener una idea más precisa del tamaño que queremos indicar con estas palabras debemos referirlas a algo conocido:
grande como una moneda, mediano como el agujero hecho por un alfiler y muy pequeño del orden de la longitud de onda de la luz.
El tamaño de los agujeros va influir en los fenómenos observados.
1.- Agujeros grandes
Te propongo esta actividad:
Haz en una cartulina agujeros de distintos formas (estrellas, rombos, círculos, cuadrados, formas irregulares...) y tamaños (desde el de una moneda, o un poco mayor, hasta el hecho por una aguja).
Coloca la cartulina en la que hiciste los agujeros frente a una fuente de luz y cerca de una pared blanca o de una pantalla.
Realiza estas experiencias con un proyector de diapositivas o con un flexo halógeno.
La cartulina provoca una gran sombra pero dentro de ella, los agujeros recortados dejan pasar la luz y dentro de la sombra producida por la cartulina se ven formas geométricas de luz.
-Coloca la cartulina paralela a la pared, gírala y observa que pasa. ¿Qué forma adoptan las figuras luminosas que producen los agujeros al girar la cartulina? Esas figuras luminosas son los "negativos" de los agujeros.
¿Puedes explicar sus formas y su tamaño suponiendo que la luz viaja en línea recta?.
- ¿Se conservan las formas de las figuras luminosas de los agujeros al alejar la cartulina de la pared? ¿En algún momento se vuelven totalmente difusas?
2.- Agujeros medianos
Coloca un agujero más pequeño que los anteriores frente al proyector o al flexo con una bombilla halógena y observa la forma que se ve en la pantalla. Ahora ya no ves un agujero. ¿Se produce una imagen alargada?
Coloca dos agujeros pequeños próximos y observa lo que pasa.
Algo le hace el agujero mediano a la luz para que esta ya no reproduzca la forma del agujero y para que en su lugar aparezca sobre la pantalla la imagen de la fuente de luz que la produce.
Lo que hace el agujero es tomar la imagen del foco de luz y proyectarla sobre la cartulina.
De cada punto del objeto salen infinitos rayos en todas las direcciones y muchod de ellos llegan al agujero.
Los agujeros medianos al limitar la entrada de rayos a través de ellos, hacen que se vean separados en la imagen los distintos puntos del objeto, cosa que no pueden hacer los agujeros grandes.
El agujero pequeño produce imágenes separadas de cada punto, pero un poco difusas: la imagen de A se da en toda la zona A' y la punta de flecha se ve en un una zona no puntual. Esto difumina un poco la imagen:
Un punto objeto da un punto imagen un poco más grueso y difuso.
Por lo tanto vemos que los agujeros medianos transmiten información de la fuente y no dan información de si mismos.
Partiendo de la imagen anterior piensa qué ocurre si el agujero va aumentando de tamaño. ¿Se superponen las zonas A' y B'? Piensa que ocurrirá si en lugar de esos dos puntos del objeto son muchos puntos del objeto los que emiten.
Recuerda: Los agujeros grandes producen una información borrosa de los puntos. Los puntos del objeto dan manchas de luz, producen imágenes de un punto solapadas sobre la de otros. Esta imagen te lo puede aclarar: