Reflexión, refracción, absorción y color de la luz
Una noche en Cabo Polonio miraste el cielo y viste miles de estrellas. En la Ciudad Vieja, en cambio, apenas se ven unas pocas. ¿Por qué? Para contestarlo primero hay que entender cómo viaja la luz y qué le pasa cuando se encuentra con las cosas.
Fuentes luminosas y cuerpos iluminados
Vemos un objeto cuando la luz de ese objeto llega a nuestros ojos. Pero no todos los objetos «hacen» su propia luz.
La Luna parece brillar, pero solo refleja la luz del Sol. Si el Sol se apagara, la Luna dejaría de verse.
Clasificá cada uno de los siguientes objetos en «fuente luminosa» o «cuerpo iluminado»: el Sol, la Luna, una linterna encendida, un cuaderno sobre la mesa y la pantalla…
Clasificá cada uno de los siguientes objetos en «fuente luminosa» o «cuerpo iluminado»: el Sol, la Luna, una linterna encendida, un cuaderno sobre la mesa y la pantalla de un celular encendido. Escribí en una oración qué criterio usaste para distinguirlos.
La luz viaja en línea recta: sombras y penumbras
La luz se propaga en línea recta mientras se mueve por un mismo material (aire, agua, vidrio). Por eso se la dibuja con rayos rectos. Lo comprobás con la linterna: no podés iluminar algo que está detrás de una esquina.
Cuando un objeto opaco (que no deja pasar la luz) se interpone, la luz que sigue en línea recta no puede llegar a la zona de atrás. Esa zona sin luz es la sombra.
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Si la fuente es pequeña y puntual, la sombra es nítida.
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Si la fuente es grande (o hay varias), aparece además una penumbra: una zona que recibe luz de una parte de la fuente y no de otra.
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Cuanto más alta está la fuente, más corta es la sombra. Al mediodía las sombras son cortas; al atardecer, largas.
Una aplicación es la cámara oscura: una caja con un agujero pequeño. Los rayos que entran siguen en línea recta y forman en el fondo una imagen invertida del exterior.
En el patio del liceo, un poste de 2 m de altura proyecta una sombra de 1 m a media mañana. Santiago afirma que la sombra se forma porque «la luz no puede atravesar el…
En el patio del liceo, un poste de 2 m de altura proyecta una sombra de 1 m a media mañana. Santiago afirma que la sombra se forma porque «la luz no puede atravesar el poste». Explicá si tiene razón, mencioná qué tipo de propagación de la luz interviene y describí qué le pasaría al tamaño de la sombra si la fuente de luz (el Sol) estuviera más alta en el cielo.
Qué le pasa a la luz al llegar a un material
Cuando la luz llega a un objeto puede pasar tres cosas, y casi siempre ocurren varias a la vez:
| Fenómeno | Qué le pasa a la luz | Ejemplo |
|---|---|---|
| Reflexión | Rebota y vuelve al mismo medio | Espejo, agua quieta |
| Refracción | Atraviesa el material y cambia de dirección al pasar de un medio a otro | Lápiz en un vaso con agua |
| Absorción | Su energía queda en el material (que se calienta) | Remera negra al sol |
Según cuánta luz dejan pasar, los materiales son transparentes (vidrio de una ventana), translúcidos (vidrio esmerilado, papel manteca) u opacos (madera, metal).
Reflexión
En un espejo, la superficie es muy lisa y los rayos rebotan todos ordenados: se forma una imagen. En una pared rugosa también hay reflexión, pero los rayos salen en todas direcciones y no se forma imagen: por eso podemos ver la pared desde cualquier lugar. Un periscopio usa dos espejos para ver por encima de un obstáculo.
Refracción
Al pasar del aire al agua, la luz cambia de dirección porque su velocidad cambia. Por eso un lápiz apoyado en un vaso con agua se ve «quebrado» en la superficie: los rayos que vienen de la parte sumergida se desvían antes de llegar a tus ojos.
Mateo mira su cara en un espejo del baño y ve su imagen. Nombrá el fenómeno de la luz que permite ver esa imagen y explicá con tus palabras qué le pasa a la luz cuando…
Mateo mira su cara en un espejo del baño y ve su imagen. Nombrá el fenómeno de la luz que permite ver esa imagen y explicá con tus palabras qué le pasa a la luz cuando llega al espejo.
Al apoyar un lápiz en un vaso transparente con agua, se lo ve «quebrado» en el borde de la superficie del agua. Indicá qué fenómeno de la luz produce este efecto y…
Al apoyar un lápiz en un vaso transparente con agua, se lo ve «quebrado» en el borde de la superficie del agua. Indicá qué fenómeno de la luz produce este efecto y definilo en una o dos oraciones.
El color de los objetos
La luz blanca del Sol o de una lamparita es una mezcla de luces de todos los colores. Cuando llega a un objeto, el material absorbe algunos colores y refleja otros. El color que vemos es el de la luz que se refleja y llega a nuestros ojos.
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Una remera roja absorbe casi todos los colores y refleja el rojo.
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Una hoja blanca refleja todos los colores.
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Un objeto negro absorbe casi todos: por eso se calienta más al sol.
Esto explica por qué en una tienda con luz distinta a la del día un objeto «cambia de color»: el color percibido depende de la luz que lo ilumina.
Valentina mira una remera que a la luz del día se ve roja. Explicá, en términos de absorción y reflexión de la luz blanca, por qué la ve de ese color. Después indicá de…
Valentina mira una remera que a la luz del día se ve roja. Explicá, en términos de absorción y reflexión de la luz blanca, por qué la ve de ese color. Después indicá de qué color la vería si la iluminara solamente con luz verde y justificá tu respuesta.
Mezclar colores: síntesis aditiva y sustractiva
Hay dos formas de mezclar colores, y dan resultados opuestos.
Síntesis aditiva (mezclar luces)
Se suman luces. Los colores primarios de luz son rojo, verde y azul. Como cada luz agrega energía luminosa, la mezcla es más clara:
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rojo + verde = amarillo
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rojo + azul = magenta
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verde + azul = cian
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rojo + verde + azul = blanco
Así funcionan las pantallas del celular y de la computadora, y los focos de un escenario.
Síntesis sustractiva (mezclar pigmentos o filtros)
Se restan colores: cada pintura o filtro absorbe parte de la luz blanca. Los primarios son cian, magenta y amarillo. Cada capa que agregás absorbe más, así que la mezcla es más oscura. Con los tres, casi toda la luz se absorbe y se obtiene un color muy oscuro, casi negro.
| Aditiva | Sustractiva | |
|---|---|---|
| Se mezclan | luces | pinturas, filtros |
| Primarios | rojo, verde, azul | cian, magenta, amarillo |
| Los tres juntos | blanco | casi negro |
| Resultado | más claro | más oscuro |
En un escenario de teatro se superponen tres focos de luz: uno rojo, uno verde y uno azul, sobre una pared blanca. Respondé: ¿qué color se ve donde se superponen los…
En un escenario de teatro se superponen tres focos de luz: uno rojo, uno verde y uno azul, sobre una pared blanca. Respondé: ¿qué color se ve donde se superponen los tres? ¿Qué color se ve donde se superponen solo el rojo y el verde? Indicá si este proceso es síntesis aditiva o sustractiva y justificalo.
Florencia mezcla tres pinturas (cian, magenta y amarilla) sobre una hoja blanca y obtiene un color muy oscuro, casi negro. En cambio, su hermano Agustín superpone luces…
Florencia mezcla tres pinturas (cian, magenta y amarilla) sobre una hoja blanca y obtiene un color muy oscuro, casi negro. En cambio, su hermano Agustín superpone luces de los tres colores primarios de luz sobre una pared blanca y obtiene luz blanca. Compará ambos procesos: explicá qué ocurre con la luz en cada caso (absorción, reflexión) y por qué los resultados son tan distintos.
Contaminación lumínica
Volvamos a las estrellas. En Montevideo, el alumbrado público, los carteles y las vidrieras mandan mucha luz hacia arriba y hacia los costados. Esa luz se dispersa en el aire y forma un resplandor que tapa la luz débil de las estrellas.
En Cabo Polonio casi no hay alumbrado, por eso el cielo se ve lleno de estrellas.
Consecuencias
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Para las personas: no se pueden observar las estrellas; además, la luz en el dormitorio de noche puede perjudicar el sueño.
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Para el ambiente: las aves migratorias y los insectos se desorientan con las luces, y las crías de tortuga marina pueden ir hacia las luces en lugar de hacia el mar.
Medidas para reducirla
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Usar luminarias que apunten hacia abajo y no hacia el cielo.
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Apagar carteles y luces de edificios vacíos, o usar temporizadores y sensores de movimiento.
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Usar lamparitas de la potencia justa.
En una ciudad como Montevideo, muchos vecinos notan que desde el centro apenas se ven las estrellas, mientras que en Cabo Polonio el cielo nocturno se ve lleno de ellas.…
En una ciudad como Montevideo, muchos vecinos notan que desde el centro apenas se ven las estrellas, mientras que en Cabo Polonio el cielo nocturno se ve lleno de ellas. Explicá a qué se debe esa diferencia, definí contaminación lumínica y analizá dos consecuencias posibles (una para las personas o la observación del cielo, y otra para los animales o el ambiente). Proponé además dos medidas concretas para reducirla.
Resumen
Volvé al principio: en Cabo Polonio el cielo está lleno de estrellas porque casi no hay luz artificial; en la ciudad, esa luz dispersa tapa a las estrellas.