¿Que sabe sobre el estudio de la luz y la óptica?

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Nuevamente en otra entrega en el campo de la ciencia y el campo de la física en materia del estudio de la luz y la óptica.

Para la compresión de este contenido muy interesante debemos conocer qué es la esencia de la luz, ya que en el campo de la física es considerada como un fenómeno, donde es parte de una radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano y en otras ocasiones no se puede evidenciar en la forma que esta viaja o se propaga como la velocidad de la luz, como espectro electromagnético, por otro lado se evidencia luz visible como parte de una radiación en el espectro visible. La luz tiene esa característica de ondas, ya que está formada por partículas elementales desprovistas de masa denominadas fotones, y estos fotones son considerados una fuente de energía, dando fundamento a lo siguiente fenómeno, al momento de incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido, tiene la capacidad de retener unos instantes su energía, luego esta puede ser emitida en todas las direcciones es lo que conocemos como reflexión.

La luz es una onda electromagnética (o una forma de energía radiante) visible con el ojo humano, que ocupa un determinado intervalo del espectro de estas ondas; se propaga en el vacío con una velocidad constante, cualquiera que sea el sistema de referencia en que la midamos, de aproximadamente 300.00 km/s, siendo esta velocidad un límite irrevisable que impone la naturaleza. Información consultada en Física General por Santiago Burbano, 2003.

Óptica

La podemos definir como la rama de la Física que estudia el comportamiento de la radiación electromagnética, en la incluye sus características o fundamentos de sus manifestaciones, ya que dentro de ella se trata de estudiar los fenómenos donde se evidencia la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción como parte de una interacción de la radiación con la materia emitida por partículas y los fotones como fuente de energía, algo muy singular compañeros o amigo lector es que dentro de esta rama se trata también de describe el comportamiento de la luz visible, como parte de una radiación ultravioleta y de la radiación infrarroja.

Otro fenómeno dentro el campo de la óptica, donde se evidenciado y experimentado es el comportamiento en una radiación electromagnética, es la diferente forma en la que esta se manifiesta en otras formas de radiación dando origen a la siguiente: los rayos X, rayos microondas y podemos olvidar las ondas de radio muestran propiedades dentro de este mismo fenómeno físico, es por ello la aplicación de la óptica geométrica.

Una representación del Diagrama de Feynman donde se muestra el intercambio de un fotón virtual (simbolizado por una línea ondulada y entre un positrón y un electrón.

La óptica es la ciencia que estudias la luz, cuya definición simple e incompleta sería la del agente físicos, que nos permite ver los objetos. Los cuerpo luminosos son ellos mismo fuente luminosas, los demás, para poder ser vistos, necesitan ser iluminados por una fuente luminosa. Información consultada en Óptica por R. Annequin, J. Boutigny, 1976.

Gracias al estudio de la luz y la aplicación de óptica, en mi opinión es importante conocer todo estos fundamentos en el campo de la física, ya que hoy en día conocemos el sol como fuente energía, porte de óptica es aplicada en nuestra tecnología y hoy en día producimos luz artificial de manera potencial, porque les menciona estos es por lo siguiente, ya que estamos manejando estudio de la y sus comportamiento como fenómeno físico se aplica mecanismo físico: como conjunto de fuerzas que hacen cambiar el estado de un sistema, es decir, que modifican la situación en que se halla un cuerpo o un conjunto de cuerpos; gracias a eso se comprende mejor el comportamiento de los fotones y de la partícula que interviene en el fenómeno de la luz al momento que esta se origina.

Consideraciones que presenta este fenómeno físico

[1]-Un desplazamiento.

[2]- La presión.

[3]-Intensidad.

[4]-Naturaleza.

[5]-Campo electromagnético.

Es importante conocer estas consideraciones, ya que solo con el hecho de que la perturbación de la luz, se vaya propagando nos indica que se está propagando energía, que es la que permite que la magnitud perturbada en un punto también pueda resultar perturbadora en otro punto tras un cierto tiempo.

Para entender cómo se propaga de forma de onda, ya que la luz se propaga de esta forma, tomando en cuenta lo siguiente, una perturbación de forma de onda, donde esta se propaga hacia la derecha, representada en diferentes instantes de tiempo (t = 0,t = Dt, tomando en cuenta la velocidad de propagación de este fenómeno de perturbación, v en el espacio, este hace su recorrido, Dx, dividido por el tiempo el cual es empleado en el recorrido para Dt.

Imagen tomada del libro de Óptica y fotónica, La ciencia de la luz por Marc Figueras Atienza / Universitat Oberta de Cataluya.

Solo pensemos en lo siguiente sobre este caso de la onda, es una perturbación que se propaga por el espacio y el tiempo donde el transporte de energía junto con la cantidad de movimiento, considerando donde no se incluye el transporte neto de la materia. Con el sentido de esta información sirvió de base usada como científico de nivel como Maxwell el cual llevaba quien consideraba que existía una considerar posibilidad, donde la luz no fuera más que un tipo de onda electromagnética, el cual tenía una frecuencia muy particular y determinadas, ya que con el tiempo se logró evidencia que se podía generar ondas electromagnéticas, gracias a los estudios y experimento realizados por físico alemán Heinrich Hertz, lo hoy en día conocemos como la banda UHF.

Podemos reforzar más esta información con el siguiente aporte:

Las manifestaciones luminosas fueron atribuidas por Newton (hacia 1700) a la emisión por la fuente de partículas de naturaleza imprecisa, más adelante, en el siglo XIX, se adopta con Fresnsel, la teoría ondulatoria, la única capaz de interpretar los fenómenos de interferencia y difracción. Esta teoría se consolidó con Maxwell, al precisar la estructura de las ondas luminosas: estas están constituidas por un campo eléctrico y por un campo magnético perpendicular y cuyos módulos son funciones sinusoidales del tiempo con un mismo periodo; todas las ondas luminosas, cualquiera que sea su frecuencia, se propagan en el vacío a la misma velocidad, c= 2997790 km s^-1, información consultada en Información consultada en Óptica por R. Annequin, J. Boutigny, 1976.

Óptica Geométrica

Lo singular de la óptica geométrica es que esta se refiere al momento de su aplicación, donde la longitud de onda de la luz utilizada es mucho menor, que el tamaño de los elementos ópticos en el sistema que se está analizando.

La óptica geométrica se considera cuando la longitud de ondas de la energía radiante es pequeña en comparación con las dimensiones físicas del sistema óptico (λ-o). En la aproximación óptica geométrica no se tiene en cuenta el carácter ondulatorio ni fotónico de la luz, en ella se estudia, no la luz en sí, sino su trayectoria a partir del concepto de rayo de la luz. Información consultada en Óptica geométrica por María Sagrario Millán, María Sagrario Millán García-Varela, Jaume Escofet Soteras, Elisabet Pérez Cabré, 2004.

Ya teniendo claro el enfoque de la Óptica geométrica y su aplicación, existen unos fundamentos muy importantes dentro el estudio de la óptica en campo de la física,

Uno de ellos es el efecto de la propagación rectilínea de la luz, donde se aplica instrumento como lentes, y cámara, para evidenciar como un objeto el cual es fuertemente iluminado y usando una pantalla blanca, como la que se usa en la película fotográfica para que vamos entendiendo este contenido, se coloca de manera opaca con un pequeño orifico, los rayo luminosos este proviene de diferentes puntos del objetos iluminado anteriormente, ya que pasa a través del agujero ya mencionado, para formar una especie de pantalla una imagen invertida del objeto sometido a este experimento. La ley de propagación rectilínea, para que este se dé, se necesita que sea homogéneo la luz, ya que este se propaga según la trayectoria rectilínea.

Un representación de un objeto opaco con una fuente luminosa puntual.

Conclusión

Gracias a todos los aportes e información suministrada en este artículos, nos muestra el camino del conocimiento de entender el fenómeno físico de la luz, y como en el universo que nos rodea se manifiesta de manera natural, como un fenómeno físico, donde gracias a los postulados propuesto por Maxwell, Heinrich Hertz en precisar la estructura de las ondas luminosas: estas están constituidas por un campo eléctrico, que sirvió de base también para poder crear la luz de manera artificial, adicional a esto también la importancia de la luz emitida por el sol como una fuente de energía potencia, incluyendo su campo electromagnético.

Nos vemos en una próxima entrega.