¿Alguna vez te preguntaste por qué ves tu reflejo en el Obelisco de Buenos Aires al atardecer o por qué el agua de las Cataratas del Iguazú parece cambiar de color al mediodía? La respuesta está en dos fenómenos que ocurren todos los días a tu alrededor: la reflexión y la refracción de la luz. Este glosario te va a ayudar a entender estos conceptos como si estuvieras resolviendo un problema de física en el CBC o preparando el ingreso a la UBA. Vamos a usar ejemplos que conocés: desde el asado en Córdoba hasta el vino de Mendoza. ¡Preparate para ver el mundo con otros ojos!
Lentes
- Dioptria (noun) /di.opˈtɾi.a/
- Unidad de medida de la potencia de una lente. Una dioptria equivale al poder de una lente que tiene una distancia focal de 1 metro.
Sinónimos : D
La potencia de una lente en dioptrías es el inverso de su distancia focal en metros.
Si tus anteojos tienen una lente de +2 dioptrías, su distancia focal es de 50 cm, lo que corrige tu hipermetropía.
- Distancia focal (noun) /disˈtan̪.θja foˈkal/
- Distancia entre el centro óptico de una lente y su foco principal. Determina la capacidad de la lente para converger o divergir la luz.
Sinónimos : longitud focal
A menor distancia focal, mayor potencia de la lente.
Una lente con distancia focal de 20 cm tiene una potencia de 5 dioptrías, suficiente para corregir una miopía moderada.
- Foco (noun) /ˈfo.ko/
- Punto donde convergen los rayos de luz paralelos después de pasar por una lente convergente o donde parecen diverger los rayos que pasan por una lente divergente.
Sinónimos : punto focal
La distancia entre el centro de la lente y el foco se llama distancia focal.
El foco de la lupa en tu casa de Mar del Plata está a unos 10 cm del centro de la lente cuando la usás para quemar papel.
- Lente (noun) /ˈlen̪.te/
- Dispositivo óptico transparente con al menos una superficie curva que refracta la luz para formar imágenes. Puede ser convergente o divergente.
Sinónimos : vidrio óptico
Las lentes convergentes son más gruesas en el centro y las divergentes más delgadas.
Las lentes de tus anteojos para ver de cerca o de lejos están diseñadas para corregir problemas de visión como la miopía o la hipermetropía.
- Lente convergente (noun) /ˈlen̪.te kon̪.beɾˈxen̪.te/
- Lente más gruesa en el centro que en los bordes que hace converger los rayos de luz paralelos hacia un punto llamado foco.
Sinónimos : lente positiva
Forma imágenes reales e invertidas cuando el objeto está más lejos que el foco.
La lupa que usás para encender el fuego en un asado en el Delta del Paraná es una lente convergente.
- Lente divergente (noun) /ˈlen̪.te ði.xerˈxen̪.te/
- Lente más delgada en el centro que en los bordes que hace diverger los rayos de luz, como si vinieran de un punto virtual llamado foco.
Sinónimos : lente negativa
Siempre forma imágenes virtuales, derechas y de menor tamaño que el objeto.
Los anteojos para corregir la miopía usan lentes divergentes que reducen el tamaño aparente de los objetos lejanos.
Reflexión
- Ángulo de reflexión (noun) /ˈaŋ.xu.lo ðe re.flek.sjon/
- Ángulo formado entre el rayo reflejado y la normal a la superficie en el punto de incidencia. Según la ley de la reflexión, es igual al ángulo de incidencia.
En reflexión especular, ambos ángulos son iguales y están en el mismo plano.
Si el ángulo de incidencia de la luz en el espejo del baño es de 45°, el ángulo de reflexión también será de 45°.
- Espejo (noun) /esˈpe.xo/
- Superficie pulida que refleja la luz de manera especular, permitiendo la formación de imágenes. Puede ser plano, cóncavo o convexo.
Sinónimos : reflector
Los espejos planos producen imágenes virtuales del mismo tamaño que el objeto.
El espejo retrovisor de tu auto en la autopista Panamericana te muestra una imagen virtual de los autos que vienen atrás.
- Espejo cóncavo (noun) /esˈpe.xo ˈkon̪.ka.βo/
- Espejo con superficie reflectante curvada hacia adentro que puede formar imágenes reales o virtuales, dependiendo de la posición del objeto respecto al foco.
Sinónimos : espejo convergente
Si el objeto está más lejos que el centro de curvatura, la imagen es real e invertida.
Los espejos cóncavos de los telescopios en el Planetario Galileo Galilei de Buenos Aires permiten ver estrellas lejanas con mayor detalle.
- Espejo convexo (noun) /esˈpe.xo kon̪ˈvek.so/
- Espejo con superficie reflectante curvada hacia afuera que siempre forma imágenes virtuales, derechas y de menor tamaño que el objeto.
Sinónimos : espejo divergente
Se usa en espejos retrovisores de camiones y en esquinas de calles para ampliar el campo visual.
El espejo convexo en la esquina de Corrientes y 9 de Julio te permite ver si viene algún auto por la calle perpendicular.
- Espejo plano (noun) /esˈpe.xo ˈpla.no/
- Espejo con superficie lisa y plana que refleja la luz según la ley de la reflexión, formando imágenes virtuales, derechas y de igual tamaño que el objeto.
La distancia del objeto al espejo es igual a la distancia de la imagen al espejo.
Cuando te mirás en el espejo del ascensor del Edificio Kavanagh en Microcentro, tu imagen está a la misma distancia detrás del espejo que vos adelante.
- Ley de la reflexión (noun) /lei ðe la re.flek.sjon/
- Principio que establece que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, y que ambos rayos (incidente y reflejado) y la normal están en el mismo plano.
Sinónimos : principio de reflexión
Es la base para entender cómo funcionan los espejos y la reflexión en superficies pulidas.
Cuando ves tu reflejo en el agua quieta del lago San Roque en Córdoba, la ley de la reflexión explica por qué tu imagen está exactamente donde está.
- Reflexión de la luz (noun) /re.flek.sjon de la luθ/
- Cambio de dirección que experimenta un rayo de luz al chocar contra una superficie, volviendo al medio de origen. Puede ser especular (superficies lisas) o difusa (superficies rugosas).
Sinónimos : rebote de la luz
La reflexión especular sigue la ley de que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Cuando te mirás en el espejo del baño del departamento en Caballito, estás viendo una reflexión especular de tu imagen.
- Reflexión total interna (noun) /re.flek.sjon toˈtal in̪.terˈna/
- Fenómeno que ocurre cuando la luz pasa de un medio con mayor índice de refracción a uno con menor índice, y el ángulo de incidencia supera el ángulo límite, reflejándose totalmente en la superficie de separación.
Sinónimos : reflexión interna total
Es la base del funcionamiento de las fibras ópticas y algunos tipos de espejos.
Cuando buceás en el lago Traful y mirás hacia arriba desde el fondo, ves un reflejo total del agua que te rodea como un espejo.
Reflexión y refracción
- Ángulo de incidencia (noun) /ˈaŋ.xu.lo ðe in̪.θiˈðen̪.sja/
- Ángulo formado entre el rayo incidente y la normal (línea perpendicular) a la superficie en el punto de incidencia.
Siempre se mide respecto a la normal, nunca respecto a la superficie.
Si un rayo de luz llega a 30° respecto a la normal en la superficie del agua de la pileta de tu club en Rosario, ese es tu ángulo de incidencia.
Refracción
- Ángulo de refracción (noun) /ˈaŋ.xu.lo ðe re.frak.sjon/
- Ángulo formado entre el rayo refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia. Depende de los índices de refracción de los medios y del ángulo de incidencia.
Si la luz pasa a un medio con mayor índice de refracción, el ángulo de refracción es menor que el de incidencia.
Cuando sumergís un lápiz en un vaso de agua en tu cocina de Mendoza, el ángulo de refracción en el agua hace que el lápiz parezca quebrado.
- Índice de refracción (noun) /in̪.diθe ðe re.frak.sjon/
- Cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y su velocidad en un medio material. Indica cuánto se desvía la luz al entrar en ese medio.
Sinónimos : n
A mayor índice de refracción, menor velocidad de la luz en ese medio y mayor desviación.
El índice de refracción del agua es aproximadamente 1,33, lo que explica por qué los objetos sumergidos parecen estar en una posición diferente.
- Ley de Snell (noun) /lei ðe snel/
- Relación matemática que describe cómo se desvía un rayo de luz al pasar de un medio a otro con distintos índices de refracción.
Sinónimos : ley de Descartes, ley de la refracción
Es la herramienta clave para resolver problemas de refracción en exámenes de ingreso universitario.
Si la luz pasa del aire (n=1) al vidrio (n=1,5) con un ángulo de incidencia de 30°, usando la ley de Snell calculás el ángulo de refracción.
- Refracción de la luz (noun) /re.frak.sjon de la luθ/
- Desvío que sufre un rayo de luz al pasar de un medio transparente a otro con distinto índice de refracción, debido a un cambio en su velocidad.
Sinónimos : desvío luminoso
La refracción es responsable de que un lápiz parezca quebrado cuando lo sumergís en un vaso de agua en tu casa de Córdoba.
Al bucear en el lago Nahuel Huapi, ves los peces más cerca de la superficie de lo que realmente están debido a la refracción del agua.
Óptica
- Aberración cromática (noun) /a.βe.ra.sjon kɾoˈma.ti.ka/
- Defecto óptico que ocurre porque el índice de refracción de un material varía con la longitud de onda de la luz, causando que los diferentes colores se enfoquen en puntos distintos.
Sinónimos : dispersión cromática
Provoca bordes de colores en las imágenes, especialmente en lentes baratas.
Cuando mirás por unos binoculares económicos en el Glaciar Perito Moreno, ves un halo azulado alrededor de los objetos lejanos debido a la aberración cromática.
- Aberración esférica (noun) /a.βe.ra.sjon esˈfe.ɾi.ka/
- Defecto óptico que ocurre cuando los rayos de luz paralelos que pasan por los bordes de una lente o espejo no convergen en el mismo foco que los rayos centrales.
Sinónimos : error esférico
Se minimiza usando lentes asféricas o combinando varias lentes.
En los telescopios antiguos del Observatorio Astronómico de Córdoba, la aberración esférica hacía que las estrellas se vieran borrosas.
- Coherencia (noun) /ko.eˈɾen̪.θja/
- Propiedad de las ondas de luz que mantienen una relación de fase constante en el tiempo y el espacio, permitiendo fenómenos como la interferencia y la difracción.
La luz láser es coherente, mientras que la luz de una bombilla no lo es.
Cuando ves los colores iridiscentes en una burbuja de jabón en tu casa de La Plata, estás viendo el resultado de la coherencia de la luz reflejada en las dos superficies de la burbuja.
- Difracción (noun) /di.fɾak.sjon/
- Desviación que sufren las ondas de luz al pasar cerca de un obstáculo o a través de una abertura, produciendo patrones de interferencia.
La difracción es más notable cuando el tamaño del obstáculo es comparable a la longitud de onda de la luz.
Cuando mirás una estrella a través de una rendija muy fina, ves un patrón de difracción que la hace parecer una línea en lugar de un punto.
- Dispersión (noun) /dis.per.sjon/
- Fenómeno por el cual la luz blanca se separa en sus componentes de diferentes longitudes de onda al pasar por un medio dispersivo como un prisma.
Sinónimos : descomposición de la luz
El índice de refracción depende de la longitud de onda, por eso los colores se separan.
Al pasar la luz del sol por un prisma de vidrio en el laboratorio de tu facultad, ves los colores del arcoíris como en un CD.
- Espectro electromagnético (noun) /esˈpek.tɾo e.lek.tɾo.maɣˈne.ti.ko/
- Conjunto de todas las ondas electromagnéticas ordenadas según su frecuencia o longitud de onda, desde ondas de radio hasta rayos gamma.
Sinónimos : espectro EM
La luz visible es solo una pequeña parte de este espectro, entre 400 nm y 700 nm.
Cuando usás el control remoto de tu TV en Buenos Aires, estás emitiendo ondas infrarrojas que forman parte del espectro electromagnético.
- Espectro visible (noun) /esˈpek.tɾo βiˈsi.βle/
- Rango de longitudes de onda de la luz que el ojo humano puede percibir, aproximadamente entre 400 nm (violeta) y 700 nm (rojo).
Sinónimos : luz visible
La luz blanca del sol contiene todos los colores del espectro visible que se separan en un arcoíris.
Cuando ves el arcoíris sobre las Cataratas del Iguazú, estás viendo la descomposición de la luz blanca en los colores del espectro visible.
- Frecuencia (noun) /fɾe.kwen̪.θja/
- Número de oscilaciones completas de una onda por unidad de tiempo, medida en hercios (Hz). Determina el color de la luz visible y la energía de los fotones.
Sinónimos : f
La frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda.
La luz roja tiene una frecuencia de unos 430 THz, mientras que la luz violeta tiene unos 750 THz.
- Imagen real (noun) /iˈma.xen̪ reˈal/
- Imagen formada por la intersección real de los rayos de luz. Puede proyectarse sobre una pantalla y es siempre invertida.
Las imágenes reales se forman cuando el objeto está fuera del foco en lentes convergentes o espejos cóncavos.
La imagen que proyecta el proyector en el cine del Abasto Shopping sobre la pantalla es una imagen real.
- Imagen virtual (noun) /iˈma.xen̪ biɾˈtwal/
- Imagen formada por la prolongación de los rayos de luz. No puede proyectarse sobre una pantalla y siempre es derecha.
Las imágenes virtuales se forman en espejos planos, lentes divergentes y lentes convergentes cuando el objeto está dentro del foco.
La imagen que ves en el espejo del baño de tu departamento en Belgrano es una imagen virtual.
- Interferencia (noun) /in̪.teɾ.feˈɾen̪.θja/
- Fenómeno que ocurre cuando dos o más ondas de luz se superponen, produciendo regiones de mayor intensidad (interferencia constructiva) o menor intensidad (interferencia destructiva).
Es la base de tecnologías como los hologramas y los recubrimientos antirreflejantes.
Los colores que ves en el ala de una mariposa o en un CD son el resultado de la interferencia de la luz reflejada en múltiples capas delgadas.
- Longitud de onda (noun) /lon̪.ɣi.tud ðe ˈoŋ.da/
- Distancia entre dos puntos consecutivos en fase de una onda (por ejemplo, entre dos crestas). Determina el color de la luz visible y el tipo de radiación.
Sinónimos : λ
A menor longitud de onda, mayor frecuencia y mayor energía del fotón.
La longitud de onda de la luz roja es de unos 700 nm, mientras que la de la luz violeta es de unos 400 nm.
- Luz (noun) /luθ/
- Radiación electromagnética que permite la visión y se propaga en línea recta en medios homogéneos. Es una onda transversal que transporta energía pero no materia.
Sinónimos : radiación luminosa, onda electromagnética
La luz viaja a máxima velocidad en el vacío: aproximadamente 300.000 km/s.
Cuando prendés la lámpara en tu pieza de Palermo, estás viendo luz visible que viajó desde el filamento hasta tus ojos en un abrir y cerrar de ojos.
- Polarización (noun) /po.la.ɾi.θa.sjon/
- Fenómeno por el cual las oscilaciones de una onda de luz se limitan a un solo plano después de pasar por un filtro polarizador.
La luz polarizada reduce los reflejos molestos en superficies como el agua o el vidrio.
Las gafas de sol polarizadas que usás en la playa de Mar del Plata bloquean los reflejos del sol en el agua, permitiéndote ver mejor.
- Prisma (noun) /ˈpɾiz.ma/
- Objeto transparente con caras planas y pulidas que desvía y dispersa la luz al pasar a través de él, separando los colores del espectro visible.
Un prisma de vidrio puede descomponer la luz blanca en los colores del arcoíris debido a la dispersión.
En el Museo de Ciencias Naturales de La Plata usan prismas para demostrar cómo la luz blanca contiene todos los colores.
- Velocidad de la luz (noun) /bel.o.θiˈðað ðe la luθ/
- Velocidad a la que se propaga la luz en el vacío, aproximadamente 299.792 km/s. Es la velocidad máxima posible en el universo según la teoría de la relatividad.
Sinónimos : c
En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es menor que en el vacío.
La luz del sol tarda unos 8 minutos y 20 segundos en llegar a la Tierra, recorriendo 150 millones de kilómetros.
Óptica moderna
- Energía de un fotón (noun) /e.ner.xi.a ðe un foˈton/
- Energía transportada por un fotón, directamente proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda.
Sinónimos : energía luminosa
Los fotones de luz violeta tienen más energía que los de luz roja.
La luz ultravioleta del sol que llega a la Tierra tiene fotones con suficiente energía para broncearte, pero también para dañar tu piel si te exponés demasiado.
- Fibra óptica (noun) /ˈfi.bɾa opˈti.ka/
- Cable delgado y flexible que transmite luz y datos mediante reflexión total interna, permitiendo comunicaciones de alta velocidad y medicina mínimamente invasiva.
Sinónimos : cable de luz
Se usa en internet de alta velocidad y en endoscopias médicas para ver el interior del cuerpo.
Cuando mirás un video en YouTube en tu casa de Córdoba, probablemente estés usando fibra óptica para una conexión más rápida que el ADSL.
- Fotón (noun) /foˈton/
- Partícula elemental que representa un cuanto de luz. Transporta energía pero no tiene masa ni carga eléctrica.
Sinónimos : cuanto de luz
La energía de un fotón depende de su frecuencia: E = h·f, donde h es la constante de Planck.
Cuando prendés la luz LED en tu casa de San Telmo, estás emitiendo millones de fotones que viajan hasta tus ojos en menos de un nanosegundo.
- Láser (noun) /ˈla.seɾ/
- Dispositivo que emite luz coherente, monocromática y muy direccional mediante la emisión estimulada de radiación. Se usa en medicina, industria y comunicaciones.
La luz láser es tan precisa que se usa para cortar metales en fábricas o para cirugías oculares.
Cuando el oftalmólogo te opera las cataratas en el Hospital de Clínicas de Buenos Aires, probablemente use un láser para realizar el procedimiento.