Propiedades de las Ondas Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse. Así, estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y lleg llegar ar a la Tierr ierra a desd desde e el Sol Sol y las las estr estrel ella las. s. Inde Indepe pend ndie ient ntem emen ente te de su frecuencia y longitud de onda, todas las ondas electromagnéticas se desplazan en el vací vacío o a una una velo veloci cida dad d c = 2.! 2.!2 2 "m#s. "m#s. Todas odas las radiac radiacion iones es del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del movimiento ondulatorio,, como la difracci$n ondulatorio difracci$n y y la interferencia interferencia.. Las longitudes de onda van desde %illonésimas de metro &asta muc&os "il$metros. La longitud de onda ' l( y la frecuencia ' f ( de las ondas electromagnéticas, relacionadas mediante la e)presi$n l*f = = c son importantes para determinar su energía, su visi%ilidad, su poder de penetraci$n y otras características. Sien Siendo do las las sigu siguie ient ntes es,, las las prop propie ieda dade des s m+s m+s cara caract cter erís ísti tica cas s de las las onda ondas s electromagnéticas
Refexión y Reracción: Reracción: Si un rayo de luz ue se propaga a través de un medio &omogéneo incide so%re la super-cie de un segundo medio &omogéneo, parte de la luz es ree/ada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser a%sor%ido. La cantidad de luz ree/ada depende de la relaci$n entre los índices de refracci$n de am%os medios. 0l plano de incidencia se de-ne como el plano formado por el rayo incidente y la normal 'es decir, la línea perpendicular a la super-cie del medio( en el punto de incidencia
Las leyes de la ree)i$n a-rman ue el +ngulo de incidencia es igual al +ngulo de ree)i$n, y ue el rayo incidente, el rayo ree/ado y la normal en el punto de incidencia se encuentran en un mismo plano. Si la super-cie del segundo medio es lisa, puede actuar como un espe/o espe/o y y producir una imagen ree/ada
1uente de luz es el o%/eto A; un punto de A emite rayos en todas las direcciones. Los dos rayos ue inciden so%re el espe/o en B y C, por e/emplo, se ree/an como rayos BD y CE. ara un o%servador situado delante del espe/o, esos rayos parecen venir del punto F ue est+ detr+s del espe/o. 3e las leyes de ree)i$n se deduce ue CF y BF forman el mismo +ngulo con la super-cie del espe/o ue AC y AB. 0n este caso, en el ue el espe/o es plano, la imagen del o%/eto parece situada detr+s del espe/o y separada de él por la misma distancia ue &ay entre éste y el o%/eto ue est+ delante.
Polarización.: •
Luz polarizada
La luz polarizada est+ formada por fotones individuales cuyos vectores de campo eléctrico est+n todos alineados en la misma direcci$n. La luz normal es no polarizada, porue los fotones se emiten de forma aleatoria, mientras ue la luz l+ser es polarizada porue los fotones se emiten co&erentemente. 4uando la luz atraviesa un -ltro polarizador, el campo eléctrico interact5a m+s intensamente con las moléculas orientadas en una determinada direcci$n. 0sto &ace ue el &az incidente se divida en dos & aces con vectores eléctricos perpendiculares entre sí. 6n -ltro &orizontal a%sor%e los fotones con vector eléctrico vertical 'arri%a(. 6n segundo -ltro girado 78 respecto al primero a%sor%e el resto de los fotones9 si el +ngulo es diferente s$lo se a%sor%e una parte de la luz.
Polarización
Los +tomos de una fuente de luz ordinaria emiten pulsos de radiaci$n de duraci$n muy corta. 4ada pulso procedente de un 5nico +tomo es un tren de ondas pr+cticamente monocrom+tico 'con una 5nica longitud de onda(. 0l vector eléctrico correspondiente a esa onda no gira en torno a la direcci$n de propagaci$n de la onda, sino ue mantiene el mismo +ngulo, o acimut, respecto a dic&a direcci$n. 0l +ngulo inicial puede tener cualuier valor. 4uando &ay un n5mero elevado de +tomos emitiendo luz, los +ngulos est+n distri%uidos de forma aleatoria, las propiedades del &az de luz son las mismas en todas direcciones, y se dice ue la luz no est+ polarizada. Si los vectores
eléctricos de todas las ondas tienen el mismo +ngulo acimutal 'lo ue signi-ca ue todas las ondas transversales est+n en el mismo plano(, se dice ue la luz est+ polarizada en un plano, o polarizada linealmente. 4ualuier onda electromagnética puede considerarse como la suma de dos con/untos de ondas: uno en el ue el vector eléctrico vi%ra formando +ngulo recto con el plano de incidencia y otro en el ue vi%ra de forma paralela a dic&o plano. 0ntre las vi%raciones de am%as componentes puede e)istir una diferencia de fase, ue puede permanecer constante o variar de forma constante. 4uando la luz est+ linealmente polarizada, por e/emplo, esta diferencia de fase se &ace 7 o ;<78. Si la relaci$n de fase es aleatoria, pero una de las componentes es m+s intensa ue la otra, la luz est+ en parte polarizada. 4uando la luz es dispersada por partículas de polvo, por e/emplo, la luz ue se dispersa en un +ngulo de 78. 4on la trayectoria original del &az est+ polarizada en un plano, lo ue e)plica por ué la luz procedente del cenit est+ marcadamente polarizada. Las sustancias $pticamente activas> giran el plano de polarizaci$n de la luz linealmente polarizada. 6n cristal de az5car o una soluci$n de az5car, pueden ser $pticamente activos. Si se coloca una soluci$n de az5car en tre un polarizador y un analizador cruzados tal como se &a descrito antes, parte de la luz puede atravesar el sistema. 0l +ngulo ue de%e girarse el analizador para ue no pase nada de luz permite conocer la concentraci$n de la soluci$n. 0l polarímetro se %asa en este principio. Algunas sustancias ?como el vidrio y el pl+stico? ue no presentan do%le refracci$n en condiciones normales pueden &acerlo al ser sometidas a una tensi$n. Si estos materiales %a/o tensi$n se sit5an entre un polarizador y un analizador, las zonas coloreadas claras y oscuras ue aparecen proporcionan informaci$n so%re las tensiones. La tecnología de la fotoelasticidad se %asa en la do%le refracci$n producida por tensiones.
Diracción 0s el fen$meno del movimiento ondulatorio en el ue una onda de cualuier tipo se e)tiende después de pasar /unto al %orde de un o%/eto s$lido o atravesar una rendi/a estrec&a, en lugar de seguir avanzando en línea recta. La e)pansi$n de la luz por la difracci$n produce una %orrosidad ue limita la capacidad de aumento 5til de un microscopio o telescopio9 por e/emplo, los detalles menores de media milésima de milímetro no pueden verse en la mayoría de los microscopios $pticos. S$lo un microscopio $ptico de %arrido de campo cercano puede superar el límite de la difracci$n y visualizar detalles ligeramente menores ue la longitud de onda de la luz.
Superposición e intererencia
0s el efecto ue se produce cuando dos o m+s ondas se solapan o entrecruzan. 4uando las ondas inter-eren entre sí, la amplitud 'intensidad o tama@o( de la onda resultante depende de las frecuencias, fases relativas 'posiciones relativas de crestas y valles( y amplitudes de las ondas iniciales. or e/emplo, la interferencia constructiva se produce en los puntos en ue dos ondas de la misma frecuencia ue se solapan o entrecruzan est+n en fase9 es decir, cuando las crestas y los valles de am%as ondas coinciden. 0n ese caso, las dos ondas se refuerzan mutuamente y forman una onda cuya amplitud es igual a la suma de las amplitudes individuales de las ondas originales. La interferencia destructiva se produce cuando dos ondas de la misma frecuencia est+n completamente desfasadas una respecto a la otra9 es decir, cuando la cresta de una onda coincide con el valle de otra. La luz visi%le est+ formada por ondas electromagnéticas ue pueden interferir entre sí. La interferencia de ondas de luz causa, por e/emplo, las irisaciones ue se ven a veces en las %ur%u/as de /a%$n. La luz %lanca est+ compuesta por ondas de luz de distintas longitudes de onda. Las ondas de luz ree/adas en la super-cie interior de la %ur%u/a inter-eren con las ondas de esa misma longitud ree/adas en la super-cie e)terior. 0n algunas de las longitudes de onda, la interferencia es constructiva, y en otras destructiva. 4omo las distintas longitudes de onda de la luz corresponden a diferentes colores, la luz ree/ada por la %ur%u/a de /a%$n aparece coloreada. 0l fen$meno de la interferencia entre ondas de luz visi%le se u tiliza en &olografía e interferometría. La interferencia puede producirse con toda clase de ondas, no s$lo ondas de luz. Las ondas de radio inter-eren entre sí cuando re%otan en los edi-cios de las ciudades, con lo ue la se@al se distorsiona. 4uando se construye una sala de conciertos &ay ue tener en cuenta la interferencia entre ondas de sonido, para ue una interferencia destructiva no &aga ue en algunas zonas de la sala no puedan oírse los sonidos emitidos desde el escenario. Arro/ando o%/etos al agua estancada se puede o%servar la interferencia de ondas de agua, ue es constructiva en algunos puntos y destructiva en otros.
Dispersión 0s el fen$meno de separaci$n de las ondas de distinta frecuencia al atravesar un material. Todos los medios materiales son m+s o menos dispersivos, y la dispersi$n afecta a todas las ondas9 por e/emplo, a las ondas sonoras ue se desplazan a través de la atm$sfera, a las ondas de radio ue atraviesan el espacio interestelar o a la luz ue atraviesa el agua, el vidrio o el aire. Se &a%la de dispersi$n, en términos generales, como el estado de un s$lido o
de un gas cuando contienen otro cuerpo u niformemente repartido en su masa . 'euivalente a la noci$n de disoluci$n, ue concierne a los líuidos )
Absorción 0s la captaci$n de luz, calor u otro tipo de energía radiante por parte de las moléculas. La radiaci$n a%sor%ida se convierte en calor9 la radiaci$n ue no se a%sor%e es ree/ada, y sus características cam%ian. or e/emplo, cuando la luz solar incide so%re un o%/eto, suele ocurrir ue algunas de sus longitudes de onda son a%sor%idas y otras ree/adas. Si el o%/eto aparece %lanco, es porue toda o casi toda la radiaci$n visi%le es ree/ada. ero cuando el o%/eto presenta un color distinto del %lanco, signi-ca ue parte de la radiaci$n visi%le es a%sor%ida, mientras otras longitudes de onda son ree/adas y causan una sensaci$n de color cuando inciden en el o/o. 6n o%/eto ue a%sor%e toda la radiaci$n ue incide so%re él se conoce como cuerpo negro. 0n uímica, la a%sorci$n es la captaci$n de una sustancia por otra. or e/emplo, un gas como el o)ígeno puede a%sor%erse, o disolverse, en agua. La adsorci$n, ue frecuentemente se confunde con la a%sorci$n, &ace referencia a la ad&esi$n de moléculas de gases o líuidos a la super-cie de s$lidos porosos. La adsorci$n es un fen$meno de super-cie9 la a%sorci$n es una mezcla o interpenetraci$n de dos sustancias .
