d.07.03.05+Velocidad+de+la+luz


 * 5.Velocidad de la luz**

//**5.1 Primeras mediciones de la velocidad de la luz**// Olaus C. Roemer observó que el tiempo transcurrido entre dos eclipses consecutivos de uno de los satélites de Júpiter dependía de la posición en la que se encontraban La Tierra y Júpiter, siendo mas largo cuando Júpiter se encontraba mas lejos de la Tierra. Propuso como explicación que este fenómeno se presentaba por el retardo de la luz en llegar a la Tierra y que por esto la luz debía tener una velocidad finita y mensurable. Usando estas variaciones calculó la velocidad de la luz en 2,25 ·108 m/s (un 75% de su valor correcto). Este estudio fue publicado en 1676. Con Fizeau, Foucault y Michelson mejoraron las mediciones... //**Prisma óptico**// Todo medio transparente limitado por dos superficies planas no paralelas recibe el nombre deprisma óptico ...   i: ángulo de incidencia; r y r': ángulos de refracción i': ángulo de emergencia φ: ángulo del prisma; φ = r + r'   δ: ángulo de desviación; δ = α + β α+r = i ; β+r' = i' //δ = i+i'-(r+r')// δ = i+i'-φ Vemos como este ángulo, δ, no depende de r ni r'... ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau5.gif]] ||

Se comprueba que se obtiene una desviación mínima cuando i = i', es decir, cuando dentro del prisma la trayectoria del rayo es paralela a la base del prisma (también se cumple r = r'). δm =2i- φ Ecuación que nos permite hallar el índice de refracción de una sustancia transparente en forma de prisma
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau8.gif align="center"]] ||

//**5.2 Dispersión de la luz**// Teniendo en cuenta que a la luz que procede del sol la llamamos luz blanca, y que ésta en realidad es una mezcla de luces de diferentes colores, podemos decir que la **//dispersión de la luz//** es un fenómeno que se produce cuando un rayo de luz compuesta se refracta en algún medio (//por ejemplo un prisma//), quedando separados sus colores constituyentes.

La causa de que se produzca la dispersión es que el índice de refracción disminuye cuando aumenta la longitud de onda, de modo que las longitudes de onda más largas (rojo) se desvían menos que las cortas (azul).

La luz roja tiene una longitud de onda mayor, tiene un índice de refracción menor, se refracta menos y por ende será la menos desviada...
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau9.gif]] || ...Como hemos dicho, la dispersión es la descomposición de la luz más compleja en otras luces más simples, la separación de la luz en las longitudes de onda q las componen. Se puede conseguir usando un prisma de vidrio... __las luces de diferentes colores se propagan con diferentes velocidades, sólo en el vacío se propagan con la misma velocidad__ ||

//**5.3 Conceptos previos**// //(La Óptica geométrica estudia los fenómenos luminosos que pueden explicarse aplicando el concepto de rayo). Definamos algunos términos de uso común en Óptica...// **//Dioptrio.-//** Un //dioptrio esférico// es una superficie esférica que separa dos medios de diferente índice de refracción. El estudio del dioptrio esférico tiene especial importancia en la óptica geométrica. Esto es debido a que en los espejos y en la lentes, los componentes fundamentales de los instrumentos ópticos, la luz se comporta siguiendo leyes similares a las del //dioptrio esférico//. Si la superficie es plana tenemos el //dioptrio plano//

//**Centro y radio de curvatura.-**// Son, respectivamente, el centro y el radio de la superficie esférica a la que pertenece el dioptrio esférico. El conjunto de varios dioptrios es un **//sistema óptico//** y al eje común de todos los dioptrios se denomina //**eje óptico**//. En el estudio de la óptica geométrica utilizaremos el convenio de signos propuesto en las normas DIN, que resumidas vienen a ser: 1. Las letras que hacen referencia a la imagen son las mismas que las referidas al objeto, pero con “prima”. Por ejemplo, si el tamaño del objeto es y, el tamaño de la imagen es y’. 2. Las figuras se dibujan de modo que la luz incidente procede de la izquierda y se propaga hacia la derecha. 3. Las magnitudes lineales se consideran negativas hacia la izquierda del vértice del dióptrio (punto 0) y positivas a la derecha; es decir, como si el vértice estuviera situado en el origen de coordenadas. 4. Las distancias al eje óptico se cuentan a partir de él y son positivas si están por encima del eje y negativas si están por debajo. La distancia y es positiva, y´ es negativa. 5. Los ángulos que los rayos forman con el eje óptico o cualquier eje son positivos cuando al llegar el rayo a coincidir con el eje mediante un giro, por el camino más corto, se gira en sentido contrario a las agujas del reloj. [type="comment" id="96966">| **Ir al principio**] //**Dioptrio esférico**// Que es la ecuación fundamental del //dioptrio esférico//, válida para rayos paraxiales (rayos que forman con el eje óptico ángulos muy pequeños para los que podemos usar los infinitésimos equivalentes), y permite el cálculo de la distancia imagen s' en función de la distancia objeto s, el radio de curvatura R y los índices de refracción de los medios. //Distancias focales.//
 * Según Snell n sen i = n’sen i’…Para ángulos pequeños tag i = sen i = i (infinitésimos eq); n i=n’ i’ ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau14.gif align="center"]] ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau13.gif align="center"]] ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau15.gif align="center"]] || Si el objeto se encuentra a una distancia infinita, lejos de la superficie del dioptrio, el haz de rayos que llega a ésta es, prácticamente, paralelo al eje óptico y la imagen se forma en el punto F', llamado //**foco imagen**//, a una distancia s' que en este caso se llama **//distancia focal imagen//** (f'). Aplicando la ecuación fundamental del dioptrio (dónde se ha sustituido s' por f' y s por infinito...) ||
 * ^  || [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau16.gif align="center"]] ||


 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau18.gif align="center"]] || En este caso los rayos que parten del **//foco objeto//** F salen paralelos al eje óptico y s' estará ahora en el infinito. A la distancia entre el objeto y el vértice del dioptrio se llama //**distancia focal objeto**//(f). Aplicando la ecuación fundamental del dioptrio (dónde se ha sustituido s por f y s' por infinito...) ||
 * ^  || [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau17.gif align="center"]] ||
 * ^  || [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau19.gif align="center"]] ||

**//Ecuación de Gauss//** que relaciona las distancias focales con las distancias objeto e imagen. //Tamaño de la imagen.// Para obtener la imagen de un objeto basta trazar dos rayos, uno que incide paralelamente al eje óptico (rojo en la fig.) y se refracta pasando por el foco imagen y otro que pasa por el centro de curvatura que no se desvía al ser perpendicular (normal) a la superficie. En el punto de corte se forma la imagen real.
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau20.gif align="center"]] ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau21.gif]] || [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau22.gif]] ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau67.gif]] ||^  ||

La refracción de la luz en la superficie de un dioptrio plano origina que la distancia aparente de un objeto sumergido sea menor que la distancia real...un observador que mire un objeto sumergido en el agua verá la imagen virtual del objeto a una distancia s' de la superficie del agua menor a la distancia real...  En un espejo plano puede aplicarse la ecuación del dioptrio plano, considerando que n'=-n; -n/s'=n/s; s'=-s
 * El dioptrio plano puede considerarse como uno esférico de radio infinito ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau23.gif align="center"]] ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau24.gif]][[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau25.gif]] ||
 * [[image:http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/fisica/mcgrau26.gif align="center"]] ||