¿Qué es la luz y cómo funciona?

Imagínate que la luz es como las olas del mar, pero invisible y súper rápida. La luz es una onda electromagnética que viaja a 300,000 km por segundo - ¡nada en el universo es más veloz! Por eso cuando alguien enciende una linterna a lo lejos, la ves inmediatamente.

La luz se comporta como cualquier onda: puede rebotar, curvarse y hasta interferir con otras ondas. Esta característica es la que permite que tengamos espejos, lentes y hasta rayos láser. Todo lo que vemos y los colores que percibimos dependen de cómo se comportan estas ondas de luz.

En la naturaleza encuentras luz en muchos lugares: el sol, los relámpagos, las estrellas y hasta las luciérnagas que brillan en las noches. Cada una de estas fuentes produce luz de manera diferente, pero todas siguen las mismas reglas físicas.

¡Dato curioso! La luz del sol tarda exactamente 8 minutos y 30 segundos en llegar a la Tierra. Eso significa que cuando miras el sol, en realidad estás viendo cómo era hace 8 minutos.

El espectro electromagnético y los colores

¿Sabías que tus ojos solo pueden ver una pequeñísima parte de toda la luz que existe? El espectro electromagnético es como una enorme biblioteca de diferentes tipos de luz, y el espectro visible es solo un librito de esa biblioteca gigante.

La luz que puedes ver va desde los 380 hasta los 780 nanómetros. Los colores violeta y azul tienen ondas más cortas, mientras que el rojo y naranja tienen ondas más largas. En el medio están el verde y amarillo. Lo genial es que la luz blanca es en realidad una mezcla de todos estos colores juntos.

Fuera del espectro visible están los rayos ultravioleta (que te broncean) y los rayos infrarrojos (que sientes como calor). También existen las ondas de radio, rayos X y muchas otras que no puedes ver pero que son súper útiles para la tecnología.

Cuando usas un prisma para separar la luz blanca, obtienes todos los colores del arcoíris. Isaac Newton descubrió esto hace siglos y también encontró que si juntas todos esos colores otra vez, vuelves a tener luz blanca.

¡Increíble! Los tres colores primarios de la luz son rojo, verde y azul. Si los mezclas en las proporciones correctas, tu cerebro los percibe como luz blanca.

Cómo se mueve la luz

La luz tiene tres características súper importantes que debes recordar para tus exámenes. Primero, la luz se propaga en línea recta - por eso cuando pones tu mano frente a una linterna, se forma una sombra definida. Segundo, se mueve en todas las direcciones desde su fuente, como cuando una vela ilumina toda una habitación.

La tercera característica es su velocidad increíble. La luz es lo más rápido que existe en el universo, y esta velocidad se representa con la letra "c" en las fórmulas. Puedes calcular cosas sobre la luz usando la fórmula: c = λ × f $velocidad = longitud de onda × frecuencia$.

Como la luz es una onda electromagnética tridimensional y transversal, puede viajar tanto por el espacio vacío como a través de diferentes materiales. Las ondas de mayor frecuencia transportan más energía - por eso los rayos UV pueden quemarte la piel.

¡Dato fascinante! La luz es tan rápida que podría dar la vuelta a la Tierra más de 7 veces en un solo segundo.

Cómo interactúa la luz con los objetos

Aquí viene la parte genial que explica por qué las cosas tienen color. Cuando la luz blanca choca con un objeto, pueden pasar tres cosas: se refleja, se absorbe o se transmite. El color que ves es la luz que el objeto refleja hacia tus ojos.

Por ejemplo, un tomate es rojo porque absorbe todos los colores excepto el rojo, que rebota hacia tus ojos. Una botella verde deja pasar solo la luz verde y absorbe el resto. ¡Es como si los objetos fueran súper selectivos con los colores!

Los materiales se clasifican en tres tipos según cómo manejan la luz. Los cuerpos transparentes (como el vidrio) dejan pasar casi toda la luz sin distorsionarla. Los cuerpos translúcidos (como el papel diamante) permiten que pase la luz pero la dispersan, haciendo que las imágenes se vean borrosas.

Los cuerpos opacos (como la madera o el metal) no dejan pasar nada de luz - la reflejan o la absorben completamente. Cuando absorben la luz, esta se convierte en calor y por eso los objetos oscuros se calientan más al sol.

¡Tip para el examen! Recuerda: transparente = se ve claramente, translúcido = se ve borroso, opaco = no se ve nada.

Los fenómenos ópticos: reflexión y refracción

La reflexión de la luz es el fenómeno que te permite ver todo lo que te rodea. Cuando la luz rebota en los objetos y llega a tus ojos, tu cerebro interpreta esa información como imágenes. Sin reflexión, ¡el mundo sería completamente negro!

Existen dos tipos de reflexión. La reflexión especular ocurre en superficies muy lisas como los espejos - por eso puedes verte claramente en ellos. La reflexión difusa pasa en superficies rugosas donde la luz se dispersa en múltiples direcciones, por eso no puedes verte en una pared.

La refracción de la luz es cuando la luz cambia de dirección al pasar de un material a otro. Esto pasa porque la luz viaja a diferentes velocidades en diferentes materiales. Es por eso que una cuchara en un vaso con agua parece quebrada o que las piscinas se ven menos profundas de lo que realmente son.

La regla básica es: el ángulo de incidencia (como llega la luz) es igual al ángulo de reflexión (como rebota). Esta ley te ayudará a resolver muchos problemas en los exámenes.

¡Experimenta! Mira una cuchara en un vaso con agua desde diferentes ángulos - ¡verás la refracción en acción!

La dispersión de la luz y los arcoíris

Isaac Newton fue el genio que descubrió uno de los secretos más hermosos de la luz: la dispersión. Cuando hizo pasar luz blanca a través de un prisma, ¡sorpresa! Se separó en todos los colores del arcoíris. Esto pasa porque cada color viaja a una velocidad ligeramente diferente dentro del prisma.

Lo más genial es que Newton también hizo el experimento al revés. Tomó todos esos colores separados, los pasó por otro prisma invertido, y ¡zas! - volvió a obtener luz blanca. Esto demostró que la luz blanca es realmente una mezcla de todos los colores.

Los arcoíris naturales funcionan exactamente igual. Las gotitas de agua en el aire actúan como millones de prismas diminutos que separan la luz del sol en sus componentes. La luz entra en la gota, se refracta, se refleja en la parte de atrás y se refracta otra vez al salir, creando esa hermosa banda de colores.

Los colores primarios de la luz son rojo, verde y azul (no los mismos que en pintura). Si mezclas estos tres en las proporciones correctas, obtienes luz blanca - por eso las pantallas de tu TV y celular usan solo estos tres colores para crear millones de tonos diferentes.

¡Dato increíble! Cada persona ve su propio arcoíris personal - el que tú ves es diferente al que ve la persona que está a tu lado, porque depende del ángulo desde donde observas las gotitas de agua.