Reflexión y espejos

Reflexión y espejos

1) ¿Qué es la reflexión de la luz?

2) ¿Qué diferencia hay entre la reflexión especular y la reflexión difusa de la luz?

3) ¿Si un haz de rayos paralelos incide sobre un espejo plano, el haz reflejado también es de rayos paralelos?

4) Realiza un esquema donde haya una fuente luminosa que emita un rayo incidiendo en un espejo plano. En ese dibujo indica: el rayo incidente, el rayo reflejado, el ángulo de incidencia, el ángulo de reflexión, el punto de incidencia y la recta normal.

5) ¿Qué relación existe entre los valores del ángulo de incidencia y el de reflexión correspondientes a un mismo rayo?

6) Escribe la Ley de la Reflexión.

Figura 1

7) Describe el procedimiento para encontrar la ubicación de la imagen de un punto ubicado frente a un espejo plano.

8) Indica las características de la imagen de un objeto, producida por un espejo plano.

9) ¿Qué significa que la imagen producida por un espejo plano es virtual?

10) ¿Qué es la simetría axial?

11) Describe cómo es un espejo cóncavo y da un ejemplo

12) Describe cómo es un espejo convexo y da un ejemplo.

Figura 2:
Parabólica Ubicada en Barrio Manga de Montevideo.
Haz clic para agrandarla

13) En la figura 2 vemos una antena parabólica, ¿su forma es cóncava o convexa? ¿A qué se debe que tenga esa forma?

14 Dibuja un espejo cóncavo, indica su eje, su centro de curvatura y su foco. Traza un haz de rayos paralelos que incida sobre él y representa los rayos reflejados.

15) ¿Un espejo cóncavo es convergente o divergente?

16) Analiza las características de las imágenes producidas por un espejo cóncavo, según la posición del objeto que se ubique frente a él.

17) ¿Qué es una imagen real?

18) Dibuja un espejo convexo, indica su eje, el centro de curvatura, el vértice y su foco. Traza un haz de rayos paralelos que incida sobre él y representa los rayos reflejados.

19) ¿Un espejo convexo es convergente o divergente?

20) ¿Qué características tienen las imágenes producidas por un espejo convexo?

21) ¿Que aplicaciones prácticas tienen los espejos curvos?

Formación de imágenes 


En los espejos convexos siempre se forma una imagen virtual y derecha con respecto al objeto:

En los espejos cóncavos, si el objeto se encuentra a una distancia superior a la distancia focal se forma una imagen real e invertida que puede ser mayor o menor que el objeto :

Si el objeto se encuentra a una distancia inferior a la distancia focal, se forma una imagen virtual y derecha con respecto al objeto:

Espejos esféricos:

Los espejos retrovisores de los automóviles, los que se encuentran en las esquinas de las calles con poca visibilidad, los que se utilizan para la vigilancia en los centros comerciales, los que usamos en el cuarto de baño para vernos "aumentados", etc son ejemplos de espejos esféricos.

Hay dos clases de espejos esféricos, los cóncavos y los convexos.

El interior del casquete esférico es la parte reflectante.	La parte reflectante está en el exterior del casquete esférico.
El centro de curvatura (O) es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete. Cualquier rayo que pase por este punto se reflejará sin cambiar de dirección.El centro del casquete esférico (C) se denomina centro de figura.La línea azul, que pasa por los dos puntos anteriones se denomina eje óptico. El foco (F) es el punto en el que se concentran los rayos reflejados, para el caso de los espejos cóncavos, o sus prolongaciones si se trata de espejos convexos. Llamamos distancia focal de un espejo a la distancia entre los puntos F y C.

Espejo plano

Espejo plano

Espejo plano. Una superficie lisa y plana que refleja especularmente la luz, se denomina espejo plano. Consideremos que un objeto luminoso pequeño ( o un objeto que difunda luz), representado por O en la figura, está colocado frente a un espejo plano EE'. La luz que sale del objeto e incide en el espejo es reflejada a continuación. tracemos desde O algunos rayos luminosos incidentes en el espejo. Empleando las leyes de la reflexión, podemos representar los rayos reflejados correspondientes, como se hizo e la figura, y comprobar así que estos rayos reflejados forman un haz divergentes. Pero al trazar las prolongaciones de estos rayos, se verá que todos pasarán por el mismo punto I. Así, la luz que es reflejada por el espejo plano, diverge como si estuviera siendo emitida desde el punto I, situado imaginariamente dentro del espejo.

Imagen Virtual

Suponga un observador situado frente al espejo, y el cual recibe en sus ojos cierta parte del haz reflejado (ver figura). Este haz, como se dijo parece haber sido emitido desde el punto I; es decir, la reflexión es como si en I existiera un objeto emisor de dicho haz. A esto se debe que el observador perciba en ese punto una imagen del objeto O. Observe que la imagen I se encuentra ubicada detrás de la superficie del espejo, en el punto de intersección de las prolongaciones de los rayos reflejados. Decimos por tanto que I es imagen virtual del objeto O.

Es obvio que no veremos la imagen virtual si nos ubicamos por detrás del espejo. Para poder verla hay que situarse frente a él, de manera que recibamos la luz que refleja. Así, en resumen,

"la luz emitida por un objeto y reflejada desde un espejo plano, llega a los ojos de un observador como si proviniera del punto de intersección de las prolongaciones de los rayos reflejados. En este punto el observador ve una imagen virtual del objeto"

Leyes de la reflexión.

Leyes de la reflexión.

Leyes de la reflexión. En la figura mostramos un rayo luminoso (un estrecho haz de luz) que incide en un punto llamado "punto de incidencia"  de una superficie reflejante. Si se traza la normal (la línea puntedada de la figura) a esta superficie en el punto de incidencia vemos que dicha línea y el rayo incidente determinan un plano (en la figura dicho plano es el de la hoja de papel). El experimento revela que la reflexión se produce de manera que el rayo reflejado siempre se halla contenido en este mismo plano. Por tanto, en la figura el rayo reflejado, el rayo incidente y la normal están situados todos en el plano de la hoja de papel. Esta observación experimental se conoce como la Primera Ley dela Reflexión.

El ángulo i, que el rayo incidente forma con la normal (ver figura), se denomina ángulo de incidencia, y el ángulo r formado por la normal y por el rayo reflejado, es el ángulo de reflexión. La medida de tales ángulos en un experimento de reflexión puede llevarse a cabo fácilmente, y así se ha podido comprobar, desde la antigüedad, que siempre son iguales entre sí. Esta conclusión de que en la reflexión de la luz se tiene i=r, se conoce como la Segunda Ley de la Reflexión. Tenemos, entonces, en resumen, que

LEYES DE LA REFLEXIÓN

1º EL RAYO INCIDENTE, LA NORMAL A LA SUPERFICIE REFLEJANTE EN EL PUNTO DE INCIDENCIA, Y EL RAYO REFLEJADO SE HALLAN EN UN MISMO PLANO.

2º EL ÁNGULO DE INCIDENCIA ES IGUAL AL ÁNGULO DE REFLEXIÓN

Reflexión de la luz

Reflexión de la luz

Reflexión. Imaginemos un haz luminoso que se propaga en el aire e incide en la superficie lisa de una placa de vidrio. Es un hecho bien conocido que en virtud de que el vidrio es transparente, parte de esa luz penetra en la lámina o bloque, y otra vuelve a propagarse en el aire. Decimos que la porción del haz que sigue  a través del aire en otra dirección experimenta una reflexión, o sea que parte de la luz se refleja al llegar a la superficie lisa del vidrio. El haz luminoso que se dirige hacia la superficie de éste recibe el nombre de haz incidente, y el que se aleja de la superficie reflejante es el haz reflejado

Cuando el haz incidente encuentra una superficie pulida o lisa, el haz reflejado está muy bien definido, como se indica en la figura. Cuando esto sucede decimos que la reflexión es especular, pues dicho fenómeno se observa comúnmente cuando la luz se refleja en un espejo.

Aquí tienen la ficha con la que trabajaremos!!!

El color de un objeto

¿Cuando iluminamos un cuerpo opaco, qué sucede con la energía (luz) que llega a ellos?

El color de un objeto

¿Por qué si una manzana está iluminada con luz solar (blanca), la vemos de color rojo?

Nosotros sabemos que los cuerpos opacos, como la manzana se ven porque reflejan la luz que se llega de alguna fuente luminosa. En este ejemplo, la luz que incide sobre la manzana es blanca y está formada por varios colores, pero la luz que refleja y llega a los ojos de la niña es mayoritariamente roja. Esto se debe a que la manzana absorbe todos los demás colores de la luz blanca y refleja sólo el rojo.

Por ejemplo, si iluminamos una planta (verde) con luz solar, ésta absorberá todas la radiaciones menos la verde, que al reflejarse llega a nuestros ojos y nos permite percibirla verde.

En la siguiente figura podemos observar qué ocurre cuando iluminamos con luz blanca una cartulina blanca y una negra.

Si la cartulina se ve blanca, significa que refleja casi toda la luz que le llega, es decir que prácticamente no absorbe ninguna radiación.

En el caso de la cartulina negra, sucede lo contrario, casi toda la luz que llega es adsorbida y se refleja muy poca, razón por la cual la vemos oscura.

¿Qué sucedería si iluminamos una hoja blanca, con luz monocromática amarilla?

Como la hoja es blanca sabemos que reflejará todos los colores, incluido el amarillo incidente. A nuestros ojos llegará la radiación amarilla por lo que veremos la hoja de ese color.

Luego de estas breves explicaciones, podemos concluir que el color de un objeto no sólo depende de sus características, sino también de la luz con que se ilumina e inclusive de la buena visión del observador

¿Podrías explicar por qué los habitantes de los desiertos o de zonas tropicales, utilizan habitualmente ropas blancas o de colores muy claros?

Objetos no luminosos

Objetos no luminosos

No todos los objetos emiten luz, por ejemplo un libro, un lápiz, una mesa son iluminados por la luz emitida por la lámpara. Si apagamos la luz y la habitación quedara totalmente oscura ya no veríamos la mesa por ejemplo.

Así como clasificamos las fuentes de luz, podemos clasificar los cuerpos no luminosos según cómo se comportan cuando son iluminados. De acuerdo a esta clasificación podemos dividirlos en tres categorías

a) Cuerpos Transparentes

Son aquellos que al ser iluminados, dejan pasar a través de ellos toda la

luz que reciben. El ejemplo mas común es el vidrio que se utiliza en ventanas o  parabrisas de los automóviles.

Aunque a simple vista parece que dejan pasar totalmente la luz, siempre hay alguna pequeña pérdida, una parte es adsorbida y la otra reflejada por el vidrio

b) Cuerpos Traslúcidos

Son aquellos materiales que dejan pasar parcialmente la luz que llega a

ellos. Por ejemplo el papel de calco, o algunos tipos de vidrios que permiten pasar algo de luz, pero no dejan ver nítidamente lo que hay al otro lado de ellos.

c) Cuerpos Opacos

Son aquellos que no dejan pasar la luz a través de ellos, por ejemplo, la madera, los metales, etc.

Propagación rectilínea de la luz

Propagación rectilínea de la luz

Al observar los cuerpos que nos rodean comprobamos que algunos de ellos emiten luz; es decir, son fuentes de luz, como el Sol, una lámpara encendida, la flama de una vela, etc.

Otros no son luminosos, pero pueden verse porque son iluminados por la luz que proviene de alguna fuente.

Uno de los hechos que podemos observar fácilmente en relación con el comportamiento de la luz, es que cuando se transmite en un medio homogéneo, su propagación es rectilínea.

Esto puede comprobarse cuando la luz del Sol pasa por el resquicio de una ventana y penetra en una habitación a oscuras. Sabiendo que la luz se propaga en línea recta podremos determinar el tamaño y la posición de la sombra de un objeto sobre una pantalla.

Formación de la sombra de un objeto iluminado por una pequeña lámpara

En la figura por ejemplo se ve una lámpara que emite luz que se propaga en línea recta en todas direcciones.

 Un objeto opaco colocado entre la fuente y una pantalla, interrumpe el paso de una parte de esa luz y produce una sombra. El perfil de dicha sombra lo definen las rectas que salen de la fuente y pasan tangencialmente por el objeto.

Rayos y haces de rayos luminosos

Rayos y haces de rayos luminosos

Consideremos una fuente que emite luz en todas direcciones. Las direcciones en que se propaga pueden indicarse mediante rectas, como se observa en la figura. Dichas líneas se denominan rayos de luz. Queremos dejar claro la diferencia entre haz de luz y rayo de luz; haz luminoso o haz de luz, es le conjunto de rayos que emite una fuente de luz.

Los rayos luminosos indican las direcciones de propagación de la luz

En la figura se representa parte de los rayos de luz que son emitidos por una fuente. Este conjunto de rayos constituye un haz luminoso divergente (a). Dicho conjunto, después de pasar por algunos procesos (que veremos en su oportunidad), puede transformarse en un haz convergente, como en el que se muestra en la figura (b), o en un haz de rayos paralelos (c)

Los haces luminosos pueden estar constituidos por rayos divergentes, convergentes o paralelos

El haz de luz que es emitido por un punto luminoso siempre es divergente, pero tratándose de un proyector (o reflector), un faro o una linterna, por ejemplo, el haz que sale de la fuente sufre modificaciones, transformándose en un haz de rayos prácticamente paralelos (ver figura).

Un haz que llegue a nosostros y que provenga de una fuente de luz muy alejada también estrá formado por rayos prácticamente paralelos (por ejemplo, la luz que llega del sol a la Tierra, ver figura)

Situación en que se evidencian los tres tipos de rayos; paralelos, convergentes y divergentes.

Una importante propiedad de la luz es la independencia que se observa en la propagación de rayos o haces luminosos. Después de que dos haces se entrecruzan, siguen las mismas trayectorias que tendrían si no se hubiesen cruzado; es decir, un haz no perturba la propagación del otro. Por este motivo, varias personas en una habitación observan nitidamente los objetos ahí existentes, a pesar del cruzamiento de los rayos luminosos que llevan las imágenes de los objetos hasta sus ojos (ver figura)

El hecho que los rayos luminosos se crucen no afecta sus direcciones de propagación.

La luz

Clasificación de Fuentes de Luz

Fuentes Luminosas y su Clasificación

A nuestro alrededor existen infinidad de objetos que emiten luz, por ejemplo el Sol, una lámpara, una vela, etc. A estos objetos se les suele llamar fuentes de luz o fuentes luminosas y lo que hacen es transformar algún tipo de energía en luz. En el aso de la vela la energía proviene de una reacción química (combustión) en la que se produce una llama, en la lámpara se transforma energía eléctrica en luz y en el Sol la energía proviene de reacciones nucleares que se producen en su superficie. Si analizamos cualquier fuente luminosa, encontraremos que la luz emitida siempre proviene de una transformación de energía.

En la Naturaleza es imposible la creación de energía. Lo que existe comúnmente es la transformación de un tipo de de energía en otro. Esta Ley fundamental de la Naturaleza se conoce como Principio de Conservación de la Energía

Una forma práctica de ordenar el conocimiento es clasificar los objetos o hechos según algún criterio, con la finalidad de buscar elementos comunes entre ellos. En este caso veremos de que forma es posible clasificar las fuentes luminosas.

1° Criterio: según su naturaleza podemos clasificarlas en:

Fuentes Naturales: por ejemplo, el Sol

Fuentes Artificiales: por ejemplo, una linterna o una vela

2°Criterio: Según la forma en que se produce la emisión

Incandescentes: por ejemplo, el filamento de una lámpara

Luminiscentes: por ejemplo, el tubo de luz

Las fuentes incandescentes son aquellas que para emitir luz deben aumentar su temperatura respecto a la del ambiente, por lo que conjuntamente con la luz, ceden calor al medio. Por ejemplo, al pasar corriente eléctrica por el filamento de una lamparita, éste eleva su temperatura, emitiendo simultáneamente energía en forma de luz y calor.

Las fuentes luminiscentes son las que emiten luz sin emisión de energía en forma de calor, debido a que no aumentan su temperatura respecto al ambiente. Los ejemplos mas comunes son los tubos de luz, la pantalla del televisor o algunos seres vivos como las luciérnagas, los bichos de luz o algunos peces que viven en las profundidades y son capaces de emitir luz.

Las fuentes luminiscentes son las que emiten luz sin emisión de energía en forma de calor, debido a que no aumentan su temperatura respecto al ambiente. Los ejemplos mas comunes son los tubos de luz, la pantalla del televisor o algunos seres vivos como las luciérnagas, los bichos de luz o algunos peces que viven en las profundidades y son capaces de emitir luz.

El proceso de luminiscencia consta de dos etapas, en la primera los materiales luminiscentes reciben energía y la absorben en la segunda etapa la emiten en forma de luminosa. Si la emisión finaliza rápidamente (fracciones de segundo), al proceso se le denomina fluorescencia, por ejemplo cuando apagamos un televisor y su pantalla deja de emitir luz casi instantáneamente. Si la emisión es lenta (puede durar horas) se la denomina fosforescencia, por ejemplo los relojes que están recubiertos con una pintura especial siguen emitiendo luz durante un buen tiempo y así se pueden ver en una habitación oscura

Actividad:

Realizar el siguiente cuadro y completar pintando de color azul, según los criterios de clasificación vistos.

(la primera fila de la tabla donde la fuente de luz es el Sol ya esta realizada a modo de ejemplo)

Ficha 3- Volumen

Volumen

Una propiedad de todos los objetos, sean sólidos, líquidos o gaseosos es que ocupan una cierta porción de espacio. Una forma de cuantificar este espacio es determinando su volumen.

El volumen de un cuerpo es una magnitud que nos permite conocer cuánto "lugar" ocupa en el espacio.

Para medir esta magnitud es necesario entre otras cosas una unidad medida. La unidad correspondiente al Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico, cuya notación es m3 y corresponde al volumen de un cubo, cuya arista es de un metro de longitud.

Los submúltiplos más utilizados del m3 son: el decímetro cúbico (dm3) y el centímetro cúbico (cm3), cuyos volúmenes corresponden a cubos de 1dm y 1 cm de arista respectivamente.

1 m3=1000 dm3  ]   1 m3 = 1000 dm3 = 1.000.000 cm3
1 dm3=1000cm3 ]    
                         

En particular cuando se trata del volumen de sustancias en estado líquido o gaseoso, en lugar de medirlo en metros cúbicos, se suele utilizar el litro como unidad.

También es común utilizar el litro para medir la capacidad de un recipiente, que es el máximo volumen que éste puede contener en su interior.

De todas formas, conociendo la relación entre ambas unidades de medida, podemos convertir fácilmente de una a otra.
La equivalencia entre las unidades litro y metro cúbico es:
                         1m3= 1000L