1r ciclo propagacion de la luz

[alexandra blanco]

hola, bueno me gustaria que me ayudaran en un asunto de PROPAGACION DE LA LUZ, tengo que hacer un montaje con sobras para observar la propagacion de la luz y debo defender este montaje teoricamente. para ello necesito cierta informacion que no manejo, estube leyendo sobre el mismo en el serwey y me remite a un tema que se llama APROXIMACION DE RAYOS Y ECUACION DE RAYOS DE LUZ. busque en este foro y lo que encontre no lo comprendo porque las ecuaciones no las menejo son gradientes, sin embargo puede ver que las ecuaciones que alli se manejan llegan a la recta, que supongo que es lo que yo necesito. sin embargo queria saber si hay alguna forma mas sencilla de comprender este tema.

gracias por su colaboracion

[pod]

Re: propagacion de la luz

Hombre, puedes decir que la luz se propaga en linea recta y a velocidad constante. Según para lo que quieras hacer, debería ser suficiente... Si a caso, haz una pregunta más concreta.

[aLFRe]

Re: propagacion de la luz

si hay alguna forma mas sencilla de comprender este tema.

Esa teoría de la luz es de las cosas más elementales que hay
puesto que resuelve los problemas de propagación mediante dibujos
y geometría elemental
y se cumple en aquellos fenómenos donde puedas despreciar la longitud de onda.

Sin embargo la teoría y ciertos tipos de problemas son bastante más complejos
y requieren conocer el Teorema de Malus Dupin y la Ecuación Eikonal.
Esto si tienes problemas con el concepto de gradiente
y no sabes un poco de Geometría Diferencial puede resultar dificil que lo entiendas.
Recuerdo que lawebdefisica
almacena algunos documentos sobre esto.
Revísalos.

Se define una magnitud L llamada camino óptico entre dos puntos A y B
$L=\int_A^B n ds$
n es el índice de refracción del medio ( puede depender del punto )
y s es la longitud de la curva que uses para conectar los puntos A y B.

Ahora pinta dos puntos A y B y dibuja una serie de líneas que conecten ambos puntos.
Imagina que en A tuvieses un manantial de luz
y en B estuvieses tú mirando.
De todas las trayectorias ( posibles ) que has pintado
sólo serían trayectorias real de la luz aquellas que hagan el camino óptico extremal
la condición matemática es
$\delta L= 0$

Ahora imagina una fuente puntual que emite luz ( manantial puntual )
y que estuvieses en un medio donde el índice de refracción fuese constante...
no varía de un punto a otro.
Los frentes de onda serían superficies esféricas centradas en la posición de la fuente
y la trayectoria de la luz serían los radios de esas esferas.
Haz un dibujo.

Bien. Vamos a complicar un poco la cosa.
Esas superficies que hemos llamado frente de onda son superficies
que cumplen la condición de camino óptico constante
condición matemática $L= constante$
y la trayectoria de la luz es la normal a esas superficies
que viene dada por el $\nabla L$

Yo te propondría que vayas preguntando lo que no entiendas en este hilo
y te intentaremos ayudar en lo que podamos.

Saludos y suerte.

[alexandra blanco]

Re: propagacion de la luz

Eso es sencillo decirlo que la luz se propaga en linea recta y a velocidad constante. pero tengo que "demostrarlo" teoricamente... es decir que debo explicar como sucede ese fenomeno y porque.

[alexandra blanco]

Re: propagacion de la luz

alfred, amigo estoy interesada en la explicacion que colocastes en el hilo, y tengo familiaridad con los gradientes, gracias a Dios pero no entiendo mucho la siguiente expresion
"De todas las trayectorias ( posibles ) que has pintado
sólo serían trayectorias real de la luz aquellas que hagan el camino óptico extremal la condición matemática es "

si es posible enviame algun material de este tema con ejemplos mas especificos de tal forma que yo pueda revisar y estudiar, tal vez la respuesta que busco es esta.

[polonio]

Re: propagacion de la luz

Como dice aLFRe, la trayectoria de la luz en un medio se puede demostrar mediante el principio de Fermat.

Mira por aquí.

[aLFRe]

Re: propagacion de la luz

alfred, amigo estoy interesada en la explicacion que colocastes en el hilo, y tengo familiaridad con los gradientes, gracias a Dios pero no entiendo mucho la siguiente expresion
"De todas las trayectorias ( posibles ) que has pintado
sólo serían trayectorias real de la luz aquellas que hagan el camino óptico extremal la condición matemática es "

si es posible enviame algun material de este tema con ejemplos mas especificos de tal forma que yo pueda revisar y estudiar, tal vez la respuesta que busco es esta.

Alexandra... es un principio variacional
similar al principio de mínima acción para la Mecánica.
Lo puedes encontrar en cualquier libro de Óptica... y aquí también
hay varios posts y creo que alguna que otra entrada en el diccionario.

Observa lo siguiente... el índice de refracción $n=\frac{c}{v}$
donde v es la velocidad de la onda en el medio.
Si s es la longitud recorrida por la onda a lo largo de una trayectoria
puesto que $v = \frac{ds}{dt}$
$n ds =\frac{c}{v} v dt= c dt$
y el principio de mínimo camino óptico equivale en el vacio
al principio de tiempo mínimo.

Un ejemplo, la señorita Alexandra todos los días tiene que ir a la Facultad...
el camino que Alexandra elige es áquel que se adapta a sus condiciones...
si tiene coche va en coche, si tiene bicicleta va en bicicleta, etc...
y para cada uno de estos tiene un camino
una carretera, un carril bici, etc.
que recorre con una cierta velocidad y en el que emplea un tiempo dado.

Imaginemos que alexandra fuese una brillante lucecita...
de color azul por ejemplo...
De todos los caminos posibles anteriores,
pues ahora alexandra eligiría aquel camino que minimiza el tiempo...
que hace que alexandra llegue a su Facultad en el menor tiempo posible...

Por lo demás no me puedo comprometer contigo a redactarte algo,
porque ya lo intenté con el tema de ondas y es un trabajo de narices.
Ve subiendo tus dudas e intentarémos ayudarte.

Saludos.

[alexandra blanco]

Re: propagacion de la luz

si alfred esta todo claro despues del relato, muy creativo, y pedagogico. gracias por tu don de enseñar eres muy bueno en eso.

sin embargo se me presenta otra duda. la demostratacion la teng que hacer con una linterna (asi se dice aca en venezuela) con un objeto, el cual me proyecta una sombra.

te parece idoneo este montaja para explicar la propagacion de la luz. sino como lo harias tu.

[aLFRe]

Re: propagacion de la luz

si alfred esta todo claro despues del relato, muy creativo, y pedagogico. gracias por tu don de enseñar eres muy bueno en eso.

sin embargo se me presenta otra duda. la demostratacion la teng que hacer con una linterna (asi se dice aca en venezuela) con un objeto, el cual me proyecta una sombra.

te parece idoneo este montaja para explicar la propagacion de la luz. sino como lo harias tu.

El montaje experimental que propones, a saber una linterna o bombilla
como manantial luminoso y una pantalla
en el que se interpone entre ambos un obstáculo grande
es un BUEN ejemplo de la teoría geométrica de la luz
( la teoría de Descartes o de rayos )
pero requiere que el fenómeno se exponga en ausencia absoluta de polución lumínica...
esto es... la única fuente de luz debe de ser tu linterna
y que hagas una exposición teórica previa
¿ por qué es necesaria una exposición ?

Bién... vas a observar en la pantalla una distribución de intensidades
( umbra y penumbra )
explicable por la teoría geométrica
y a que estás usando una fuente extensa en lugar de 1 punto de luz.

Te animo a que expliques esa distribución ( haz la construcción geométrica )
y a que hagas un mural ( o un PowerPoint ) para tu trabajo con ella
y como trabajo adicional te preguntaría si observas alguna diferencia
en la distribución de intensidades
si alejas mucho mucho la fuente de luz del obstáculo.
¿ y si mueves la pantalla ?

Ojo... aquí solo estamos con efectos geométricos.

Un saludo, felicitaciones por el montaje y ya nos dirás la nota que obtienes

[alexandra blanco]

Re: propagacion de la luz

gracias a todos...

el montaje es para esta semana.