miércoles, 9 de febrero de 2022

La Luz, Teorías y otros fenómenos de la luz relacionados al microscopio

Teorías de la LUZ

En la imagen, se puede apreciar  un rayo de luz solar, debido a que las partículas del polvo lo están dispersando, igual puede ocurrir cuando atraviesa las nubes (Cañón del Antílope, en Estados Unidos.) Imagen tomada de: Luz - Wikipedia, la enciclopedia libre

Existen varias teorías acerca del lo qué es la luz  y de qué esta formada 





La luz  visible es una parte insignificante del espectro electromagnético. Más allá del rojo está la radiación infrarroja, las microondas de radio, luego toda la escala de las ondas de radio hasta las ondas de radiocomunicación, con longitudes de cientos de metros y más. 


ONDAS 
 

Así pues, la luz que el humano ve, es un algo  muy corto, como ya antes lo comenté, sin embargo esta luz tiene un rango cuyas longitudes de onda van desde los 380 hasta los 780 nm , que se dividen en colores  y cada uno, tiene un valor de extensión



Los colores del espectro se ordenan como en el arcoíris, siendo así el espectro visible formado por : Violeta, Azul, Verde, Amarillo, Naranja y Rojo







👉Una onda luminosa con el campo eléctrico vertical y el campo magnético horizontal. (Malacara 2000). 


Las ondas se clasifican por diversos criterios:


Por el medio que se propagan, se les clasifica como:

  • Mecánicas. Precisan de un medio flexible como ya sea líquido, gaseoso o sólido (con ciertas condiciones  de temperatura y presión, para propagarse efectivamente). Por ejemplo: las ondas sonoras que se propagan por el aire o por el agua.
  • Electromagnéticas. No necesitan de un medio debido a se pueden difundir en el vacío. Por ejemplo: la luz.
  • Gravitacionales. Alteraciones del espacio-tiempo (recién confirmadas por la ciencia).

Por  su periodicidad:

  • Periódicas. Presentan ciclos regulares (son repetitivos)
  • No periódicas. Presentan ciclos irregulares.

De acuerdo a su dirección de propagación:

  • Ondas unidimensionales. Se propagan a través de una sola dimensión en el espacio.
  • Ondas bidimensionales. Se propagan a través de dos dimensiones y se suelen llamar también superficiales.
  • Ondas tridimensionales. Se propagan en tres dimensiones y suelen llamarse esféricas.

Según el movimiento del medio:

  • Ondas longitudinales. Las partículas del medio se mueven en la misma dirección en que se propaga la onda.
  • Ondas transversales. Las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
Partes de una onda


Una onda se compone de las siguientes partes:

  • Cresta. Punto máximo en la ondulación.
  • Valle. Punto más bajo de una onda (lo contrario de la cresta).
  • Período. (T)Tiempo que tarda la onda en ir desde una cresta hasta la siguiente, o sea, en repetirse. 
  • Amplitud. (A)  Es la distancia vertical entre la cresta y el punto medio de la onda y representa la variación máxima del desplazamiento
  • Frecuencia. ( ) Número de veces que la onda se repite en una unidad determinada de tiempo, razón por la cual se calcula según la fórmula f = 1/T. 
  • Longitud de onda. ( λ )  Es la distancia entre dos crestas consecutivas de la ondulación. 
  • Ciclo. Es la ondulación completa, de principio a fin.


Las características principales de una onda, incluyendo la amplitud y la longitud de onda. Imagen tomada de la ChemWiki de UC Davis (Universidad de California en Davis), CC-BY-NC-SA 3.0. 

 El espectro electromagnético: la longitud de onda | Departamento de Electricidad-Electrónica (cifpn1.com)


¿Cómo se propagan las ondas?

Las ondas  requieren de un medio material para propagarse,  y dependiendo  del origen de la onda,  algunas lo pueden hacer perfectamente en el vacío (dependiendo de la naturaleza de la onda).

Así  las ondas electromagnéticas, se desplazan a la velocidad de la luz, por lo que no necesitan de un medio material para propagarse.

Pero las ondas mecánicas requieren de un medio físico para propagarse, como puede ser el agua, un metal o el aire. Por ejemplo, cuando arrojamos una piedra a un estanque, la piedra provoca una onda que se propaga a través del agua.  

Fuente: https://concepto.de/onda-2/#ixzz7KRfRjuU7  y  La luz: ondas electromagnéticas, espectro electromagnético y fotones (artículo) | Khan Academy

Otros fenómenos relacionados y que en cierto momento tienen que ver con  la microscopía 

25 de febrero de 2022

 
La difracción de la luz es el nombre que recibe la distorsión de un haz luminoso cuando incide sobre un objeto pequeño o una pequeña abertura en una pantalla. (Zapata F.) Información obtenida en: Difracción de la luz: descripción, aplicaciones, ejemplos (lifeder.com)






 



Y con esto relacionamos este fenómeno con algo que ocurre cuando usamos el microscopio:

Patrón y Discos de Airy 



El patrón de difracción resultante en la apertura circular iluminada uniformemente tiene una región central brillante conocida como disco de Airy rodeada de una serie de anillos concéntricos denominados patrón de Airy (George Airy 1801-1892).
 El diámetro del disco central está relacionado con la longitud de onda de la luz y el tamaño de la abertura circular.

El disco  y Patron de Airy, es la descripción de la mancha mejor enfocada de la luz, que una lente perfecta con apertura circular puede realizar,siendo limitado por la difracción de la luz.  
  • Debido a la difracción, el punto más pequeño en el que se puede enfocar un rayo de luz usando una lente tiene el tamaño de un disco de Airy.
  • Así, incluso teniendo una lente perfecta, aún existe un límite para la resolución de una imagen creada por dicha lente.
  • Un sistema óptico en el que la resolución no está limitada por imperfecciones en las lentes sino solo por difracción se dice que está limitado por difracción


La refracción de la Luz  Es el cambio repentino de dirección que sufre la luz al pasar por medios de diferentes densidades. 








Y por último




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