¿ Cómo explica Ud. la producción de sombras?

1º ¿ Cómo explica Ud. la producción de sombras?

En primer término diremos que la colocación de obstáculos al paso de la luz origina sombras. Si interponemos un cuerpo en el camino de la luz y a continuación una pantalla, sobre ella recogeremos su sombra.

Si el tamaño del foco es pequeño comparado con el del objeto (dependiendo de las posiciones relativas, de la distancia entre uno y otro) únicamente se produce som-bra. Si el tamaño del foco es grande comparado con el del objeto se produce sombra y penumbra. De igual forma, cuanto mayor es el ángulo entre la dirección de la luz y un objeto alargado que la obstaculice, más corta será su sombra. Por otro lado, cuanto menor sea el ángulo entre la dirección de la luz y la superficie en la que aparece la sombra, más larga será ésta. Si el objeto está cerca de la fuente luminosa, la sombra será mayor que si el objeto se encuentra lejos. Si la superficie está curvada, habrá más distorsiones.

Cuando la fuente de luz no es puntual, la sombra se divide en umbra y penumbra. Cuanto más ancha es la fuente de luz, más difuminada o borrosa será la sombra. Si hay múltiples fuentes luminosas, habrá múltiples sombras, con las partes solapadas más oscuras, o con una combinación de colores. Cuando una persona o un objeto están en contacto con la superficie, como una persona sentada en el suelo o un poste clavado, las sombras convergen al punto de contacto.

La formación de sombras y penumbras es consecuencia de la propagación rectilínea de la luz. Para el estudio de este fenómeno se deberá considerar si la fuente lumi-nosa es puntual o extensa.

Fuente luminosa puntual: consideremos una fuente luminosa puntual a aquella cuya dimensión geométrica es lo más pequeño posible. En dicho caso, cualquier cuerpo opaco iluminado proyectaría sobre una pantalla, en posición normal a la dirección media de los rayos, una sombra (zona no iluminada), cuyo contorno resultaría apro-ximadamente igual al del cuerpo iluminado, variando en tamaño de acuerdo con la distancia entre el foco y el cuerpo (a menor distancia, mayor tamaño).Si el cuerpo es esférico, la sombra será un círculo; si fuera prismático, sería cuadrangular. Simultáneamente, podemos observar que la parte del cuerpo opuesta a la fuente luminosa también está en sombra.

Podemos deducir entonces que todos los rayos tangenciales a la esfera determinan una superficie cónica, llamada cono de sombra. La sombra proyectada sobre la pan-talla resulta, así, la base (o sección) de ese cono.

Fuente luminosa o puntual o extensa: es aquella de dimensiones geométricas grande. Cuando interponemos entre la fuente luminosa y la pantalla un cuerpo opaco (por ejemplo, esférico), se pueden diferenciar nítidamente don conos, uno que tiene por generatrices las tangentes exteriores de ambos cuerpos (fuente luminosa y cuerpo opaco), y otro determinado por las tangentes interiores.

Quedan proyectados dos círculos concéntricos que determinan tres zonas bien diferenciadas:

a) Zona de sobra propiamente dicha, que no recibe ningún rayo de luz;

b) Zona totalmente iluminada, que recibe todos los rayos de luz, es exterior a la cir-cunferencia de mayor radio y exterior al cono de sombra;

c) Zona de penumbra o faja anular (anillo o corona circular), comprendida entre las dos circunferencias.

Un observador colocado en la zona de sombra no puede ver ningún punto de la fuente luminosa; en la zona de penumbra vera parte de aquella, y desde cualquier punto de la zona iluminada, toda la fuente luminosa.

2º Ud. se halla de tras de una pared y puede percibir un sonido emitido del otro

lado. Pero si en lugar de existir un cuerpo sonoro, colocara una fuente

luminosa Ud. no podría observar la luz emitida por ella ¿ Si ambos son

fenómenos ondulatorios, como explica este hecho?.

Movimiento ondulatorio: es el proceso por el cual se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio.

Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la su-perficie del mar), o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y solo la energía avanza de forma continua.

Estas ondas se denominan mecánicas porque la engría se transmite a trabes de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio.

Este es el motivo por el cual podemos escuchar sonidos generados por una fuente sonora ubicada en una habitación contigua, el sonido al inhibir sobre la pared hace que esta (los átomos y moléculas que la componen), vibre, cuando la vibración llega al son al otro lado de la pared hace que el aire circundante vibre también y de esta forma llega el sonido a nuestros oídos.

Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en este caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos. Cuando la luz solar incide sobre un objeto, suele ocurrir que algunas de sus longitudes de ondas son absorbidas y otras reflejadas. Si el objeto aparece blanco es porque toda o casi toda la radiación visible es reflejada. Pero cuando el objeto presenta un color distinto del blanco, sig-nifica que parte de la radiación visible es absorbida, mientras otras longitudes de onda son reflejadas y causan una sensación de color cuando incide en el ojo. Un objeto que absorbe toda la radiación que incide sobre él se conoce como cuerpo negro. Este es el motivo por el cual no vemos la luz emitida por una fuente que se encuentra en una habitación contigua, porque es en parte absorbida y en parte re-flejada por las paredes.

3º Aplicando la hipótesis corpuscular, y luego la ondulatoria ¿ Cómo explica los

fenómenos de refracción y reflexión? Efectúe el gráfico correspondiente

para cada caso

Teoría corpuscular de la luz: la primera teoría sobre la naturaleza de la luz es la corpuscular o de Newton, que para

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