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  • Objetivos: Describir las características de la propagación de la luz atendiendo a: trayectoria que sigue en los medios homogéneos y en los no homogéneos; velocidad de propagación; independencia de los rayos luminosos al cruzarse entre  sí.

    Ideas esenciales y algunas consideraciones metodológicas

    En este tema se estudian algunas de las propiedades esenciales de la luz: la dirección de su propagación en los medios homogéneos y en los no homogéneos y la independencia de los haces luminosos. Para esto el profesor puede apoyarse en algunos ejemplos donde se manifieste la propiedad que se analiza.

    Propagación en medios homogéneos

    Después del análisis, los estudiantes deben arribar a la conclusión de: En los medios homogéneos y transparentes la luz se propaga en línea recta.

    La idea de la propagación rectilínea de la luz constituye una de las más antiguas formuladas en el campo de la Óptica, y se le atribuye a Euclides (300 años antes de nuestra era), aunque probablemente era conocida y utilizada mucho antes. Ella tiene un sentido muy profundo, debido a que el concepto de línea recta, según parece, se derivó de observaciones ópticas. Así nació, por ejemplo, el habitual procedimiento de controlar la rectitud de los objetos  alineándolos con nuestro ojo.

    Actividad experimental 1. La mejor ilustración de la propagación rectilínea de la luz consiste en la observación de la "huella" de un haz luminoso que se propaga en el aire. Con este fin puede dirigirse el haz procedente de una linterna a lo largo de una superficie blanca, de tal modo que dicha "huella" sea visible. Es posible también mostrar la propagación rectilínea, oscureciendo el aula y, luego de colmar de humo o polvo de tiza el espacio circundante, proyectar a través de él la luz procedente de una linterna. Los alumnos seguramente han observado algo similar cuando un haz de luz solar penetra en una habitación con polvo o humo.

    Las observaciones anteriores pueden ser aprovechadas para introducir los conceptos de rayo y haz de luz.

    Las líneas rectas según las cuales se propaga la luz se denominan rayos de luz y la zona dentro de la cual se propaga, haz de luz.

    Los haces luminosos pueden tener forma cónica, cilíndrica y ser divergentes o convergentes. Ello debe ilustrarse, utilizando la linterna de las experiencias anteriores.

    La formación de sombras es otro de los fenómenos que demuestran que la luz se propaga en línea recta en medios homogéneos y transparentes.

    Actividad experimental 2. Esta tarea puede hacerse de forma demostrativa o como una actividad práctica donde participen los estudiantes. En cualquier caso puede procederse de la siguiente manera.

    • Proyecta la luz de una linterna sobre una pantalla, por ejemplo, una hoja de papel, y a continuación coloca un cuerpo opaco entre la linterna y la pantalla. Analizar:
    • ¿Qué sucedería con la forma de la sombra del cuerpo si la luz no se propagase en línea recta?
    • Observar cómo varía las características de la sombra en dependencia a las distancias entre la linterna, el cuerpo y la pantalla.
    • Explicar los resultados obtenidos con ayuda de un dibujo esquemático.

    Puede analizarse posteriormente por qué la mayoría de las sombras que observamos diariamente no tienen los bordes bien definidos.

    Este análisis pudiera resultar complejo, el profesor puede argumentar que en la formación de la mayoría de las sombras observadas comúnmente intervienen fuentes de luz extensas, o más de una fuente. El borde de la sombra aparece definido cuando la fuente de luz es una sola y puede considerarse puntual (de pequeñas dimensiones en comparación con la distancia al cuerpo opaco que produce la sombra). El razonamiento para argumentar lo anterior, debe ir acompañado de dibujos esquemáticos.

    Los eclipses constituyen uno de los fenómenos que se dan en la naturaleza que demuestran la propagación rectilínea de la luz. Después del análisis realizado los estudiantes podrán realizar la siguiente actividad de continuidad.

    ACTIVIDAD DE CONTINUIDAD

    Un hecho astronómico que siempre resulta de interés son los eclipses. Modela un eclipse de Luna y otro de Sol, utilizando una linterna y dos cuerpos, uno mayor que otro.

    OTROS RECURSOS