viernes, 30 de agosto de 2019

48. LA LUZ Y EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO



LA LUZ


La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ondas electromagnéticas (http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema5/). La luz es una radiación electromagnética.

Ø  Propagación
Las fuentes luminosas emiten rayos de luz que se propagan en todas direcciones y en línea recta, a una gran velocidad: en el vacío recorre “300.000 kilómetros en un segundo”. Cuando los rayos de luz atraviesan el aire, el agua o el vidrio, su velocidad es menor que en el vacío.
La materia se comporta de distintas formas cuando interacciona con la luz:
ü  Transparentes: Permiten que la luz se propague en su interior en una misma dirección, de modo que vuelve a salir. Así, se ven imágenes nítidas. Ejemplos: Vidrio, aire, agua, alcohol, etc.
ü  Opacos: Estos materiales absorben la luz o la reflejan, pero no permiten que los atraviese. Por tanto, no se ven imágenes a su través. Ejemplos: Madera. metales, cartón, cerámica, etc.
ü  Translúcidos: Absorben o reflejan parcialmente la luz y permiten que se propague parte de ella, pero la difunden en distintas direcciones. Por esta razón, no se ven imágenes nítidas a su través. Ejemplos: Folio, tela fina, papel cebolla, etc.
Cuando los rayos de luz, que se propagan en línea recta, chocan contra un cuerpo, pueden ocurrir estos fenómenos:
·         Que una parte de la luz rebote en la superficie del cuerpo y retroceda: la luz se refleja.
·         Si el cuerpo es transparente o traslúcido, una parte de la luz que le llega lo atraviesa: la luz se refracta.
·         Otra parte de la luz que le llega es absorbida por el cuerpo, pudiendo provocar diversos efectos, como que se caliente, una reacción química o una pequeña corriente eléctrica.


ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas (https://astrojem.com/teorias/espectroelectromagnetico.html). Referido a un objeto, el espectro electromagnético o simplemente espectro es la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia cualquiera, ya sea en la Tierra o en el espacio estelar. En este sentido, el espectro sirve para identificar cualquier sustancia. Es como una huella dactilar de un cuerpo cualquiera. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios, con los cuales, además, se pueden medir la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda (rayos gamma, rayos X), hasta las de mayor longitud de onda (ondas de radio). Todas las radiaciones electromagnéticas se transmiten a la velocidad de la luz (300.000 km/segundo) y en forma de ondas. Por lo cual, mientras más corta sea la longitud de onda, más alta es la frecuencia de la misma. Onda corta, significa alta frecuencia. Onda larga, baja frecuencia. Desde un punto de vista teórico, el espectro electromagnético es infinito y continuo.

Conceptos relativos a la luz

Luz Visible
Está formada por radiación electromagnética cuyas longitudes de onda están comprendidas entre 400 y 700 nm. La luz es producida en la corteza atómica de los átomos, cuando un átomo por diversos motivos recibe energía puede que algunos de sus electrones pasen a capas electrónicas de mayor energía.
 Los electrones son inestables en capas altas de mayor energía si existen niveles energéticos inferiores desocupados, por lo que tienden a caer hacia estos, pero al decaer hacia niveles inferiores emisión de fotones, cuyas frecuencias frecuentemente caen en el rango de frecuencias asociados a la luz que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de picómetros) hasta las ondas de radio kilómetros), pasando por el espectro visible (cuya longitud de onda está en micrómetro). 

El Movimiento Ondulatorio
Se mide por la frecuencia, es decir, por el número de ciclos u oscilaciones que tiene por segundo. La unidad de frecuencia es el Hertz (Hz), que equivale a un ciclo por segundo. Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. 
Clasificación De Las Ondas
Pueden ser clasificadas de distintas formas, dependiendo de los factores que se tengan en cuenta para hacerlo:
• En función del medio de propagación
Mecánicas (medio material): las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.
No mecánicas (medio no material): son aquellas que no necesitan de un medio elástico, se propagan por el vacío. Dentro de estas ondas se encuentran las electromagnéticas.
En función de su propagación
ü  Escalares: es una magnitud, sin dirección ni sentido. Por ejemplo, la presión en un gas, o la onda emitida por las partículas elementales del átomo.
ü  Vectoriales: la magnitud tiene una dirección y un sentido.
ü  Ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transporta la onda es paralelo a la dirección de propagación de la misma. Por ejemplo, el sonido.
ü  Ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
Por ejemplo, las ondas electromagnéticas (son ondas transversales perpendiculares entre sí).
Luz Infrarroja Y Termografía
Aplicación de luz infrarroja o termografía es el uso de una cámara de imágenes infrarrojas y medición para «ver» o «medir» la energía térmica que emite un objeto. La energía térmica o infrarroja es lo que su longitud de onda es muy larga para que la detecte el ojo humano. Dicho de otra manera, es la parte del espectro electromagnético que percibimos como calor. A diferencia de la luz visible, en el mundo infrarrojo todo aquello con una temperatura sobre cero absolutos emite calor; incluso, los objetos muy fríos, tales como cubos de hielo, emiten luz infrarroja.

Color
Aspecto de la sensación visual que permite al observador humano distinguir las diferencias entre dos campos de luz libres de estructura que tienen el mismo tamaño, forma y duración. Son fuerzas que actúan en el hombre provocando sensaciones de bienestar o molestia, de actividad o de pasividad.
Cada color determinado está originado por una mezcla o combinación de diversas longitudes de onda. A cada color se le han asociado sus matices. El matiz es la cualidad que permite diferenciar un color de otro: permite clasificarlo en términos de rojizo, verdoso, azulado, etc. Se refiere a la ligera variación de tono que un color hace en el círculo cromático en su zona contigua (o dicho de otra forma la ligera variación en el espectro visible). Así un verde azulado o a un verde amarillo son matices del verde cuando la longitud de onda dominante en la mezcla de longitudes de onda es la que corresponde al verde, y hablaremos de un matiz del azul cuando tenemos un azul verdoso o un azul magenta donde la longitud de onda dominante de la mezcla corresponda al azul.
Aunque las diferencias en luminancia por sí mismas permiten hacer tales discriminaciones, el término color suele aplicarse exclusivamente a un tipo de diferencias que siguen percibiéndose con igual luminancia. Éstas, a su vez, dependen de las diferencias físicas en la composición espectral de los dos campos, que suelen manifestarse ante el observador como diferencias de tonalidad (matiz) o saturación.
La influencia del color en los hombres tiene lugar indirectamente, a través de su propio efecto fisiológico, para ampliar y reducir el espacio y así, a través del efecto espacial, oprimir o liberar.
Ø  Intensidad: La intensidad es la cantidad de luz que incide sobre un objeto y determina si dicho objeto está más o menos iluminado. Si tenemos una intensidad más alta el o bueno estará más iluminado, pudiendo llegar a quemarlo. Mientras que si la intensidad es baja estará más oscuro, pudiendo quedar subexpuesto.
Ø  Dirección: La dirección nos indica desde donde viene la luz. Pero ojo, esto no debe verse desde el punto del sujeto, sino desde el punto donde está la cámara, pues para hallar la dirección de la luz hay que ver como incide en el sujeto.
Ø  Calidad de la luz: Dependiendo de la calidad de la luz podremos saber si esta es dura o suave y percibir los distintos matices de dureza o suavidad. La calidad, por tanto, afecta en cómo se van a ver las sombras y las luces y cómo será la transición entre ellas. Gracias a esto podremos saber el tamaño (aparente) de la fuente de luz. Pero ahora veamos en más detalle los tipos de calidad de la luz.
Ø  Luz dura: es una la que está bien definida su procedencia, fácil de averiguar y produce sombras duras en los objetos en que incide.
Ø  Luz suave: es una luz envolvente que desdibuja los contornos de las sombras, suavizando las propias sombras, perdiendo textura y contraste. Es una luz que genera armonía.



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