Presentamos el concepto de onda mecánica que se propaga en un medio elástico.

Describimos las ondas transversales en una cuerda con ayuda de un simulador interactivo.

Mostramos las ondas longitudinales y sus características. Ejemplo del sonido.

Las ondas se muestran con el simulador de Educaplus.

Se muestra la luz como una onda electromagnética transversal.

Animamos otra simulación interactiva de Educaplus.

Hablamos sobre el comportamiento eléctrico y magnético de la materia, en especial del vacío, y vemos cómo la velocidad de la luz en el mismo depende de las constantes eléctricas y magnéticas (Video opcional, se puede omitir en el cursado)

Manipulamos el simulador de Ondas de PhET, para mostrar las ondas en el agua cuando se dejan caer gotas con una determinada frecuencia y de una determinada amplitud

Manipulamos el simulador de Ondas de PhET, para mostrar las ondas de presión del sonido emitidos con una determinada frecuencia y de una determinada amplitud o intensidad de sonido.

Manipulamos el simulador de Ondas de PhET, para mostrar las ondas luminosas de frecuencia (y color) variable y de una distinta amplitud o intensidad

Demostramos las fórmulas que relacionan período, frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación de ondas.

Se describe el espectro electromagnético compuesto por todas las distintas frecuencias de ondas electromagnéticas y sus usos más comunes.

Resumen de las fórmulas vistas sobre ondas, velocidad de propagación, frecuencia, período y longitud de onda. Velocidad de la luz en el vacío.

Los colores en una pantalla de un dispositivo se forman combinando con distintas intensidades los tres colores primarios aditivos: rojo, verde y azul.

Los colores impresos en un papel, tela o publicación se forman combinando los tres colores primarios sustractivos: (Cian, Magenta y Amarillo)

Describimos la primer teoría científica acerca de la luz: la teoría corpuscular de Newton, y una semblanza de los principales fenómenos de la óptica geométrica: la reflexión y la refracción de la luz.

En detalle el experimento de Newton de la descomposición de la luz blanca en los colores monocromáticos de la luz blanca. También vemos la formación del arco iris en el cielo: refracción y reflexión interna total.

Mostramos los simuladores interactivos de Educaplus y PhET para reforzar la comprensión del experimento de Newton de dispersión de la luz blanca y la formación del arco iris.

Huygens logra demostrar que la luz tiene un comportamiento ondulatorio. Describimos el principio de Huygens y mostramos en una simulación interactiva el concepto de envolvente de las ondas secundarias en el contexto de la refracción de la luz.

Se estudia la interferencia de ondas produciendo refuerzo constructivo o destructivo. En la luz también se verifica el fenómeno con el experimento de la doble rendija de Young. Se muestra la simulación interactiva de PhET

Se muestra otro fenómeno típico de las ondas: la difracción, que también se produce con la luz. Se ilustra también operando con el simulador interactivo de ondas de PhET. Se ven múltiples y variados patrones de difracción ante distintas formas de aberturas en una pantalla.

Se presenta la teoría electromagnética de la luz de Maxwell y se explica en detalle el experimento de la polarización de la luz que demuestra que se trata de una onda transversal. Mostramos simulación de Educaplus.

En el siglo XX con los descubrimientos de Max Planck y Albert Einstein (entre otros) se conoce en profundidad los mecanismos de emisión y de absorción de la luz, mediante el concepto del fotón de luz. Su energía con las distintas frecuencias. Efecto fotoeléctrico.

Se explica la emisión de la luz con la teoría cuántica de los desniveles energéticos del átomo emisor de luz. Se muestra además mediante un simulador interactivo los espectros de emisión de distintas fuentes de luz, la bombilla eléctrica, el sol, las estrellas. Temperatura del color: luz cálida y fría.

Se explica la absorción de la luz por parte de un átomo por medio de la teoría cuántica. La huella de fábrica de los distintos elementos: espectros de absorción.

Se llega a la teoría moderna de la luz: es una partícula y una onda al mismo tiempo. Se emite y se absorbe como si fuera una partícula y se propaga como una onda. Los electrones se pueden comportar como ondas también.

Resumen de fórmulas vistas en las teorías acerca de la luz.

Se demuestran las leyes de la reflexión de la luz en espejos. El ángulo de incidencia se prueba que es igual al ángulo de reflexión.

Se demuestra cómo operan las leyes de la reflexión en espejos planos, las características de la imagen obtenida: derecha, virtual e igual. El efecto de la inversión lateral. Uso de espejos para generar espacios virtuales.

Se describen los espejos esféricos cóncavos y convexos y se demuestra una fórmula previa al teorema de Descartes. Concepto de rayos paraxiales. Se usa la propiedad del ángulo exterior a un triángulo y se comprueba que se comete un error despreciable (menor al 1 %) si se reemplaza un ángulo menor a 10º en radianes por su tangente.

Se concluye la demostración de la fórmula de Descartes que sirve para hallar la distancia en que se forma la imagen en espejos esféricos. Se introduce el concepto de foco y distancia focal.

Se describen 4 sencillas reglas para trazar rayos típicos en espejos esféricos, lo que permite predecir las imágenes que formarán estos espejos ante distintas ubicaciones de los objetos.

Se demuestra la fórmula práctica de cálculo del aumento lateral m en espejos esféricos en función de las distancias objeto e imagen.

Se muestran las convenciones de signos de las distancias objeto, imagen y focal a fin de obtener la máxima simplicidad al usar las fórmulas de los espejos, las cuales también servirán para lentes.

Presento todas las disposiciones posibles de objetos frente a espejos cóncavos con mi propio simulador, que permite además aplicar las fórmulas de los espejos esféricos para obtener la soluciones analíticas correspondientes. Veremos imágenes reales y virtuales aumentadas y disminuidas.

Mostramos las características principales del espejo esférico convexo o divergente, que tiene un foco virtual (que implicará una distancia focal negativa). Escena con el simulador del profesor Marcos A. Fatela

Se muestran ejemplos de usos concretos de los espejos convexos o divergentes en seguridad y vigilancia (en tiendas, depósitos, playas de estacionamiento y retrovisores de vehículos). Comparamos el campo visual de estos espejos con el campo visual de un espejo plano.

Se resumen las fórmulas más importantes para resolver problemas con espejos y las convenciones de signos a usarse al aplicar estas fórmulas.

Se define el índice de refracción de una sustancia transparente. A mayor índice de refracción menor es la velocidad de la luz en ese medio. Tabla de valores típicos para diversas sustancias. Se muestra cómo varía n con la longitud de onda de la luz empleada.

Un corto resumen de las fórmulas vistas sobre índice de refracción.

Se presenta la ley de Snell de la refracción y la reflexión que se da al mismo tiempo de un haz incidente, mediante el simulador interactivo de PhET. También se ilustra el ángulo límite de la reflexión total al pasar de un medio más refringente a uno menos refringente.

Se demuestra en forma teórica la ley de Snell de la refracción de la luz.

Se demuestra la fórmula que permite calcular el ángulo límite a partir del cual se produce la reflexión interna total de la luz incidente, que no puede escapar a un medio menos refringente.

Se describe el prisma de reflexión interna total o prisma de Porro y su aplicación en prismáticos o binoculares para separar la distancia entre los lentes objetivos, produciendo un desplazamiento del haz de luz.

Se muestra el principio de funcionamiento de la fibra óptica al transportar la luz por reflexión interna total sin refracción o sea sin pérdida por fuga a otro medio. Se describe además el experimento de Colladon donde la luz queda confinada en un chorro de agua, y se curva con éste.

La luz dobla cuando se propaga por un medio no homogéneo de índice de refracción variable. Va buscando caminos hacia menores "n" y luego sufre reflexión interna total y continúa con su curvatura ahora hacia zonas de mayor "n". Espejismos inferior y superior. La ley de Snell puede probarse a partir del principio de Fermat del tiempo mínimo.

Se deduce la fórmula de la profundidad aparente a que se halla un cuerpo sumergido en el agua (o un líquido cualquiera). Por medio de un simulador interactivo se analiza las aproximaciones de las funciones seno y tangente cuando los ángulos son muy pequeños. Características de la imagen por refracción en un dioptrio plano.

Se describe este fenómeno que la consecuencia de la profundidad aparente tratada antes. La parte sumergida parece estar más cerca de la superficie que su profundidad real, con lo cual crea la impresión de que el lápiz está quebrado en la superficie libre del líquido.

Fórmulas necesarias para resolver la ejercitación de refracción en dioptrio plano.

Se presenta la refracción en un dioptrio esférico que es una superficie esférica que separa dos medios de distinto índice de refracción. Se demuestra la fórmula que permite calcular la distancia a que se formará la imagen casi siempre virtual.

Se demuestra la fórmula del aumento lateral de la imagen producida por refracción en un dioptrio esférico.

Se llega de nuevo a la fórmula de la profundidad aparente en dioptrio plano usando la fórmula del dioptrio esférico y haciendo tender a infinito el radio del mismo.

Muestro mi simulador interactivo de la refracción en dioptrio esférico, distintas posibilidades: radio positivo (dioptrio convexo), radio negativo (dioptrio cóncavo). Ajustes varios del simulador, aproximación al dioptrio plano para grandes valores de radio, foco del dioptrio, etc.

Se desarrolla la fórmula para hallar la distancia imagen producida por una lente delgada mediante una doble aplicación de la fórmula del dioptrio esférico. Demostración teórica de la misma.

Se llega a demostrar la fórmula del constructor de lentes, focos reales en lentes concurrentes y focos virtuales en lentes divergente. Fórmula de Gauss de los focos conjugados en lentes. Similitudes con la fórmula de Descartes de los espejos.

Se define la potencia de una lente en dioptrías y presentamos mi nueva simulación interactiva acerca de la fórmula del constructor de lentes y los distintos tipos de lentes que existen.

Un recorrido por los distintos tipos de lentes que existen y cómo trabaja la fórmula del constructor de lentes para hallar la distancia focal. Dicha distancia no depende del sentido de marcha de los rayos de luz, a pesar de que pueden cambiar los radios y sus signos al aplicar la fórmula del constructor de lentes.

Repasamos algunos temas ya vistos en la guía de estudio en pdf y explicamos las reglas para el trazado de rayos en lentes, y demostramos la fórmula del aumento lateral o magnificación.

Describimos los distintos tipos y características de las imágenes que se obtienen en lentes convergentes (biconvexas) mediante mi propio simulador interactivo, en función de la distancia a que se halle el objeto real de la lente. Mostramos cómo se aplican las fórmulas de los focos conjugados (Gauss) para hallar la distancia imagen x', y la fórmula de la magnificación para hallar el tamaño de la imagen y' y sus características.

Describimos las imágenes que se obtienen en lentes divergentes (bicóncavas) mediante mi propio simulador interactivo. Vemos que tienen siempre la misma característica: Virtual, derecha y menor. Mostramos cómo se aplican las fórmulas de los focos conjugados (Gauss) para hallar la distancia imagen x', y la fórmula de la magnificación para hallar el tamaño de la imagen y'. Por último un repaso general de todas las lentes convergentes y divergentes en la guía de estudio principal en pdf.

Demostración de la distancia focal equivalente para dos lentes delgadas adosadas. La potencia de la asociación es igual a la suma de las potencias de cada lente. Se aplica la ley de focos conjugados a la lente compuesta obtenida.

Descripción cualitativa de dos lentes asociadas pero no adosadas, porque están separadas por una distancia t. El ejemplo del microscopio electrónico con dos lentes convergentes de alta potencia: la lente objetivo y la lente ocular. No es aplicable una fórmula de focos conjugados para la asociación, porque no presenta dos focos simétricos o conjugados iguales: no existe una distancia focal equivalente.

Se muestra que en algunas disposiciones ópticas (dioptrio esféricos y lentes asociadas pero no adosadas) los focos objeto e imagen no coinciden y por lo tanto no es aplicable la ley de los focos conjugados trabajando con una única distancia focal equivalente. Se utiliza mi simulador interactivo del dioptrio esférico que separa dos medios de distinto índice de refracción para probar este concepto y darle valores numéricos.

Repasamos lo visto antes de prismas: en el contexto de teorías acerca de la luz vimos el experimento de Newton de la dispersión de la luz blanca en los colores del arco iris, o colores monocromáticos. También repasamos que el índice de refracción n varía con la longitud de onda de la luz. Luego mostramos con el simulador de Educaplus, cómo va cambiando la desviación del haz de luz cuando giramos el prisma hasta obtener una desviación mínima en caso de simetría entre los ángulos de incidencia y emergencia.

Volvemos a la guía de estudio para demostrar las cuatro fórmulas del prisma. Explicamos todos los ángulos involucrados en detalle. Las formulas halladas son válidas para cualquier posición del prisma, haya o no desviación mínima.

El prisma presenta simetría en todos sus ángulos cuando está en una situación de desviación mínima. Mostramos cómo se modifican las fórmulas genéricas del prisma cuando se da esta desviación mínima.

Hacemos comprobaciones de las fórmulas del prisma cuando se da una desviación mínima usando el simulador interactivo de prismas de Educaplus.

Al refractarse la luz del aire al agua, por ejemplo, ¿Qué cambia? ¿La longitud de onda? ¿La frecuencia? ¿El color? ¿La velocidad de propagación del haz?. Aquí lo explicamos bien, lo único que permanece constante es la frecuencia de la onda luminosa. La velocidad cae, la longitud de onda también y por ende el color percibido por nuestro ojo cambia virando al azul o violeta.