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Propagación rectilínea de la luz: definición y ejemplos

Publicado el 4 octubre, 2020

Propagación rectilínea de la luz

¿Recuerdas haber estado en la escuela y cuando el maestro proyectó algo en una pantalla a algunos niños les encantaría hacer animales de sombra con sus manos? Contorsionarían sus manos para hacer una sombra de jirafa o una sombra de gato o cualquier animal que supieran hacer. Esta experiencia en realidad nos dice algo: nos dice que la luz viaja en línea recta, que es el significado de la propagación rectilínea . De hecho, es un fenómeno único. Investiguemos más para entender por qué.

Movimiento de proyectiles

Piense en una pelota de fútbol que se lanza al aire o en un arquero que lanza una flecha a un objetivo que está a 50 metros de distancia. El balón y la flecha se llaman proyectiles y, para llegar con precisión a su objetivo, no viajan en línea recta.

Si el arquero apuntaba directamente a la diana, la flecha en realidad golpearía por debajo de la diana porque la gravedad la empujaba hacia abajo a lo largo de toda su trayectoria. Lo mismo ocurre con el balón de fútbol tirado o cualquier masa lanzada por el aire. La luz es completamente diferente. Si un láser (rayos de luz de la misma longitud de onda que están todos alineados) apunta directamente a la diana desde la misma distancia que el arquero, dará en la diana sin tener que apuntar por encima como lo hace el arquero con su flecha. .

Naturaleza dual de la luz

La luz no viaja como un proyectil promedio. Se dice que la luz tiene una naturaleza dual . Tiene propiedades de partícula y de onda, pero no viaja como una partícula promedio como acabamos de discutir, ni viaja como una onda de agua o una onda de sonido.

Piense en una ola de agua que viaja a través de un lago lleno de pequeñas islas, muelles y botes. La ola de agua no se detiene en el instante en que golpea la barrera; se dobla a su alrededor. Lo mismo ocurre con el sonido. Puede doblarse alrededor de barreras como paredes. Es por eso que puede escuchar a las personas que le hablan desde otra habitación. Sin embargo, ¿alguien te ha pedido que ilumines algo para ellos cuando sostienes una linterna en una habitación diferente? Probablemente no, porque la luz no se dobla en las esquinas.

Mientras tanto, la naturaleza de las partículas de la luz se puede demostrar con una cámara. Cuando las partículas de un rayo de luz inciden en la película de una cámara, se produce una imagen. Trillones de rayos de luz que inciden sobre la película imprimen diminutas manchas de color en la película que, en general, producen una imagen reconocible.

Prueba del movimiento rectilíneo de la luz

Hablamos de las sombras bien definidas que se generan cuando un objeto bloquea la luz. Veamos otro ejemplo que muestra la propagación rectilínea de la luz.

Una cámara estenopeica es simplemente una caja con un interior negro que contiene un pequeño orificio perforado en un lado con un alfiler. La caja interior de la cámara es la película que, cuando se expone a la luz, captura la imagen frente al orificio.

Digamos que desea probar una cámara estenopeica y apuntar con el orificio a su mejor amigo. ¡Después de revelar la película, nota que la imagen está al revés! ¿Cómo puede una caja con un pequeño agujero tener un ‘lado derecho hacia arriba?’ No es así. No importaría si volteara la cámara y dejara que la película capturara la misma imagen; todavía estaría al revés. Lo que sucede es que la luz que rebota en la cabeza de tu amigo viaja en línea recta desde su cabeza hasta la película dentro de la cámara. La luz que rebota en sus pies viaja de manera similar.

Resumen de la lección

Como comentamos en esta lección, la luz tiene una naturaleza dual y posee propiedades tanto de partícula como de onda. La luz no viaja como una onda de agua o una onda de sonido, ni viaja como un proyectil que se mueve por el aire. La propagación rectilínea de la luz significa que la luz viaja en línea recta como una onda.

Esto se puede observar en las sombras bien definidas que se forman cuando un objeto bloquea una fuente de luz y mediante el uso de una cámara estenopeica. En una cámara estenopeica, los rayos de luz que se reflejan en la parte inferior del objeto viajan en línea recta a través del orificio hasta la película. La misma propagación rectilínea ocurre desde la parte superior del objeto hasta la película en la parte posterior de la cámara estenopeica. La naturaleza de las partículas de la luz crea billones de impresiones en la película, y cuando se revela la película, toda la imagen está al revés.

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