Reflexión y Refracción de Ondas

La reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Un ejemplo es la luz.

Leyes de la Reflexión

1. El rayo incidente forma con la normal un ángulo de incidencia que es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la normal, que se llama ángulo reflejado.
2. El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano. (Si el rayo incidente se acerca al 2º medio en el plano del papel, el reflejado estará en ese plano y no se irá ni hacia adelante ni hacia atrás).

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad que experimenta la onda. Un ejemplo común es la refracción de la luz.

Leyes de Snell con respecto a la Refracción

1. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie son coplanares.
2. La relación entre el rayo incidente y refractado sigue la ecuación: n₁ sen θ_i = n₂ sen θ_t

Ondas Estacionarias: Definición y Ejemplos

Las ondas estacionarias son un caso especial de las interferencias. Consiste en la interferencia de dos ondas idénticas que se propagan en igual dirección pero en sentidos contrarios. Suele producirse en medios limitados en donde al menos uno de los dos extremos está fijo.

El caso más claro de onda estacionaria se produce en la vibración de las cuerdas de una guitarra. Una forma de obtener ondas estacionarias sería propagar una onda por una cuerda unida a una pared. Al rebotar la onda en la pared esta interfiere consigo misma generando ondas estacionarias.

• Onda incidente: y₁ = A cos (wt – kx)
• Onda reflejada: y₂ = -A cos (wt + kx)
• Onda estacionaria: y = Ar sen wt

En donde: Ar = 2A · sen kx = 2A · sen 2πx/λ

La onda resultante de la interferencia, se trata en realidad de una ecuación de M.A.S. Las características de esta onda son:

1. Tiene la misma longitud de onda, la misma frecuencia y el mismo periodo que las ondas que la generan.
2. Algunos puntos, denominados nodos, no vibran.
3. Algunos puntos, denominados vientres, vibran con una amplitud doble al de la onda original.
4. La amplitud de una onda estacionaria depende exclusivamente de la localización de las partículas en el medio.
5. Todos los puntos de la cuerda, excepto los nodos, que no se mueven, mantienen un MAS sin que el perfil de la onda se desplace.

Lupa: Descripción, Esquema de la Formación de Imágenes y Aumento

Una lupa es un instrumento óptico cuya parte principal es una lente convergente que se emplea para obtener una visión ampliada de un objeto. Dicho objeto debe ser colocado dentro de la distancia focal de la lupa, generalmente suele ser corta.

La lente genera una imagen mucho mayor que el objeto, virtual y detrás de la lupa. La imagen no es preciso proyectarla sobre una pantalla para poder verla, ya que es virtual y se ve a simple vista, mirando a través de la lupa. La imagen no se puede proyectar sobre una pantalla, por su carácter virtual, ya que para poder proyectarse debería ser una imagen real.

Dentro de la distancia focal, cuanto más cerca esté el objeto del “foco objeto” (F) mayor será el tamaño de la imagen, en donde el aumento lateral sigue la expresión: M = s’/s. La gran mayoría de lupas tienen entre 5 y 25 aumentos.

Cámara Fotográfica: Descripción

Las cámaras fotográficas modernas funcionan con el principio básico de la cámara oscura. La luz que penetra a través de un diminuto orificio en el interior de una caja opaca proyecta una imagen sobre la superficie opuesta a la de la barrera. La imagen adquiere mayor nitidez y la película hace posible que esta última se fije.

Se compone de 5 elementos: el cuerpo, el objetivo, el diafragma, el obturador y la película.

1. El cuerpo: es la cavidad hermética y oscura donde se aloja la película, el diafragma y el obturador. Su función es impedir la entrada de luz para que la película no se vele.
2. El objetivo: que se instala en la parte anterior del cuerpo, es en realidad un conjunto de lentes ópticas de cristal. Su función es enfocar el objeto de tal forma que la imagen quede sobre la película.
3. El diafragma: abertura circular situada junto al objetivo, funciona en sincronía con el obturador. La función del diafragma es dejar pasar cierta cantidad de luz.
4. El obturador: es un dispositivo mecánico, dotado con un elemento elástico, que deja pasar la luz a la cámara durante el intervalo de exposición. La función del obturador es determinar durante cuánto tiempo va a pasar la luz que viene del diafragma.
5. Las antiguas cámaras fotográficas llevaban una película, una estructura plástica que contiene nitrato de plata. La función de la película era registrar la luz que atraviesa todo el sistema óptico. Hoy en día todas las cámaras digitales usan el denominado CCD (dispositivo de carga acoplada), es un sensor con diminutas células fotoeléctricas que registran la imagen.