S. E. P. D.G.E.S.T.

INSTITUTO TECNOLGICO DE ORIZABA

DEPARTAMENTO DE INGENIERA

ELECTRNICA

LABORATORIO DE ELECTRNICA OPTO ELECTRNICA

PRCTICA No.1

NATURALEZA DE LA LUZ

INTEGRANTES: Cabrera Moran Gerardo de JessClemente Rodrguez JessErives Snchez OmarGuerrero Lpez Alejandro

_________________________________________Vo. Bo. Posada Gmez Rubn

Naturaleza de la luzObjetivoDemostrar de forma practica los fenmenos de reflexin, refraccin y absorcin de la luz que se presentan en diversos materiales.

Introduccin La luz debe considerarse como poseedora de una naturaleza dual, es decir, en ciertos casosactacomo una onda y en otros como unapartcula.Lateoraondulatoria clsica proporcionaexplicacionessatisfactorias de la propagacin de la luz y de los efectos de interferencia, en tanto que el efecto fotoelctrico y otros experimentos en losquela luz interacta con la materia se explican mejor suponiendo que la luz es unapartcula.Marco tericoTeora ondulatoriaDescripcinEsta teora, desarrollada por Christiaan Huygens, considera que la luz es una onda electromagntica, consistente en un campo elctrico que vara en el tiempo generando a su vez un campo magntico y viceversa, ya que los campos elctricos variables generan campos magnticos (ley de Ampre) y los campos magnticos variables generan campos elctricos (ley de Faraday). De esta forma, la onda se autopropaga indefinidamente a travs del espacio, con campos magnticos y elctricos generndose continuamente. Estas ondas electromagnticas son sinusoidales, con los campos elctrico y magntico perpendiculares entre s y respecto a la direccin de propagacin.

Para poder describir una onda electromagntica podemos utilizar los parmetros habituales de cualquier onda: Amplitud (A): Es la longitud mxima respecto a la posicin de equilibrio que alcanza la onda en su desplazamiento. Periodo (T): Es el tiempo necesario para el paso de dos mximos o mnimos sucesivos por un punto fijo en el espacio. Frecuencia (): Nmero de oscilaciones del campo por unidad de tiempo. Es una cantidad inversa al periodo. Longitud de onda (): Es la distancia lineal entre dos puntos equivalentes de ondas sucesivas. Velocidad de propagacin (V): Es la distancia que recorre la onda en una unidad de tiempo. En el caso de la velocidad de propagacin de la luz en el vaco, se representa con la letra c.La velocidad, la frecuencia, el periodo y la longitud de onda estn relacionadas por las siguientes ecuaciones:

Teora corpuscular

Descripcin

La teora corpuscular estudia la luz como si se tratase de un torrente de partculas sin carga y sin masa llamadas fotones, capaces de portar todas las formas de radiacin electromagntica. Esta interpretacin resurgi debido a que, la luz, en sus interacciones con la materia, intercambia energa slo en cantidades discretas (mltiplos de un valor mnimo) de energa denominada cuantos. Este hecho es difcil de combinar con la idea de que la energa de la luz se emita en forma de ondas, pero es fcilmente visualizado en trminos de corpsculos de luz o fotones.

RefraccinLa refraccin es el cambio brusco de direccin que sufre la luz al cambiar de medio. Este fenmeno se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes velocidades segn el medio por el que viaja. El cambio de direccin es mayor cuanto mayor es el cambio de velocidad, ya que la luz recorre mayor distancia en su desplazamiento por el medio en que va ms rpido. La ley de Snell relaciona el cambio de ngulo con el cambio de velocidad por medio de los ndices de refraccin de los medios.Como la refraccin depende de la energa de la luz, cuando se hace pasar luz blanca o poli cromtica a travs de un medio no paralelo, como un prisma, se produce la separacin de la luz en sus diferentes componentes (colores) segn su energa, en un fenmeno denominado dispersin refractiva. Si el medio es paralelo, la luz se vuelve a recomponer al salir de l.Ejemplos muy comunes de la refraccin es la ruptura aparente que se ve en un lpiz al introducirlo en agua o el arco iris.

Reflexin y dispersinAl incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que est constituido retiene unos instantes su energa y a continuacin la reemite en todas las direcciones. Este fenmeno es denominado reflexin. Sin embargo, en superficies pticamente lisas, debido a interferencias destructivas, la mayor parte de la radiacin se pierde, excepto la que se propaga con el mismo ngulo que incidi. Ejemplos simples de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un ro (que tiene el fondo oscuro).La luz tambin se refleja por medio del fenmeno denominado reflexin interna total, que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que su velocidad es ms lenta a otro ms rpido, con un determinado ngulo. Se produce una refraccin de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejndose completamente. Esta reflexin es la responsable de los destellos en un diamante tallado.Absorcin

En fsica, laabsorcinde laradiacin electromagnticaes el proceso por el cual dicha radiacin es captada por la materia. Cuando la absorcin se produce dentro del rango de la luz visible, recibe el nombre de absorcin ptica. Esta radiacin, al ser absorbida, puede, bien ser reemitida o bien transformarse en otro tipo de energa, como calor o energa elctrica.Desarrollo

Material a utilizar Un prisma Un espejo Globos Un laser verde y rojo Una lmpara

Metodologa

Para observar el efecto de la refraccin se utiliz un prisma al cual se le hizo luz blanca proporcionada por una lmpara , al incidir la luz sobre el cuerpo se ha podido observar que esta se descompone en sus diferentes longitudes de onda.

Fig 1 .- Luz blanca que se descompone en sus diferetnes longitudes de onda la pasar por un prisma

Para observar el efecto de reflexin se hizo incidir un lser color rojo sobre un espejo, la luz fue reflejada con el mismo ngulo que incidi debido a la superficie lisa del espejo

Fig 2 .-reflexion de un haz de luz incidente en una superficie lisa

El efecto de absorcin pudo ser observado con la ayuda de dos globos y un lser verde de mayor potencia, primeramente se apunt con el lser a un globo comn y corriente, pudo observarse como parte de la luz era refractada y otra porcin reflejada, posteriormente pint de negro la zona del globo donde incida el lser, al cabo de unos pocos segundos el globo estall, esto debido a la absorcin producido debido al color negro.

Figura 3.- diferencia entre reflexin y absorcin

Conclusiones

Mediante la realizacin de esta practica se pudo observar los efectos de reflexin, refraccin y absorcin de la luz, en la vida diaria es comn presenciar estos efectos sin prestar gran atencin a los mismos sin embargo en el estudio de sistemas opto electrnicos, entender como se comporta la luz es primordial para el entendimiento y diseo de los mismos.