FIBRA OPTICA

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

Se llama luz (del latín lux, lucis) a la parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye todo el campo de la radiación conocido como espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el espectro visible. La luz, como todas las radiaciones electromagnéticas, está formada por partículas elementales desprovistas de masa denominadas fotones, cuyas propiedades de acuerdo con la dualidad onda partícula explican las características de su comportamiento físico. Se trata de una onda esférica.

La cantidad de energia de una radiación electromagnética es proporcional a su frecuencia. Las radiaciónes emitidas a frecuencias altas (longitudes de onda cortas) poseen la mayor cantidad de energía. Un ejemplo de ello son las radiaciones gamma y los Rayos X, con longitudes de onda menores de 10 -9(<1 nm). Por el contrario la radiaciones con frecuencias mas bajas (longitudes de onda mas largas) tales como las emitidas por los radares y las ondas de radio (con longitudes de onda mayores de 1 mm) poseen menor cantidad de energia.

Nuestro sistema visual sólo es capaz de detectar una pequeña parte del espectro electromagnético. Así la retina humana sólo puede detectar longitudes de onda comprendidas entre los 400-700 nm. Como fué demostrado por Isaac Newton (1642-1726) en la primera mitad del siglo XVIII, la mezcla de las diferentes longitudes de onda en este rango emitidas por el Sol, corresponde al color que percibimos como blanco, mientras que cuando la luz posee sólo una determinada longitud de onda la percibimos como uno de los colores del arco iris. Es interesante destacar que un color de los que denominamos "caliente" como el rojo o naranja, esta formado por radiaciones de longitud de onda larga, y por tanto posee menor energía que colores que son considerados "frios" como el azul o el violeta.

Propiedades de la Luz: 

Absorción, reflexión y transmisión.

Cuando la luz llega a un objeto diferentes cosas pueden pasar: la luz puede ser absorbida, puede ser reflejada o puede ser transmitida a través del objeto. En general pasan una combinación de estas cosas.

Vamos a graficar este concepto con ejemplos. Si tenemos un pantalón rojo, éste va a absorber el verde y el azul y va a reflejar el rojo, por eso lo vemos rojo. En teoría, un objeto blanco refleja toda la luz y un objeto negro absorbe toda la luz

Absorción.

Cuando la luz llega a una superficie u objeto, éste puede absorber toda o parte de esa luz. En el gráfico de abajo vemos como un objeto negro absorbe toda la luz. En el primer gráfico de arriba vimos como el pantalón rojo absorbía el verde y el azul.

La luz que se absorbe se convierte en calor. Es, por esta razón, que en general se recomienda durante el verano no usar colores oscuros ya que absorben la mayor parte de la luz y la convierten en calor. Por eso tenemos mas calor si usamos ropa negra que si usamos ropa blanca (refleja toda la luz).

Reflexión

La reflexión es cuando la luz llega a un objeto y rebota o refleja, en parte o en su totalidad, de ese objeto. La luz puede ser reflejada de manera especular (directa) o difusa.

1. Reflexión especular: se produce cuando la luz refleja de una superficie lisa o pulida como, por ejemplo, un espejo. La luz va a reflejar en el mismo ángulo en el cual incide o llega a esa superficie (Ley de reflexión).

2. Reflexión difusa: se produce cuando la luz llega a una superficie u objeto que tiene textura como, por ejemplo, una pared con textura.

Una reflexión difusa va a producir una luz más suave que una reflexión directa. También va a generar menos contraste en la escena, sombras más claras y una transición más suave entre luces y sombras.

Una reflexión directa va a producir una luz más intensa, mayor contraste y sombras más oscuras y bien definidas.

Como dijimos anteriormente el blanco refleja, teóricamente, toda la luz. Una superficie de color va a reflejar su propio color y va a absorber el resto. Por ejemplo, un objeto verde va a reflejar el verde y va a absorber el rojo y el azul.

Transmisión.

La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u objeto. Hay 3 tipos de transmisión: directa, difusa o selectiva.

1. Transmisión directa: es cuando la luz atraviesa un objeto y no se producen cambios de dirección o calidad de esa luz. Por ejemplo, un vidrio o el aire.

2. Transmisión difusa: se produce cuando la luz pasa a través de un objeto transparente o semi-transparente con textura. Por ejemplo, un vidrio esmerilado o un papel manteca. La luz en vez de ir en una sola dirección es desviada en muchas direcciones. La luz que es transmitida de manera difusa va a ser más suave, va a tener menos contraste, va a ser menos intensa, va a generar sombras más claras y una transición más suave entre luz y sombra que la luz directa.

3. Transmisión selectiva: se produce cuando la luz atraviesa un objeto de color. Parte de la luz va a ser absorbida y parte va a ser transmitida por ese objeto. En el ejemplo de abajo la luz blanca (rojo, verde y azul) pasa a través de una superficie roja. El verde y el azul son absorbidos y solo es transmitido el rojo. Por lo tanto del otro lado de esa superficie vamos a ver luz roja.

Los filtros o gelatinas, que mencionamos en el capítulo de Temperatura color, trabajan por transmisión selectiva. Los filtros de color van a dejar pasar su color (un filtro azul deja pasar luz azul) y van a absorber el resto de los colores.

Un filtro azul deja pasar las longitudes de onda azules y absorbe las longitudes de onda rojas y verdes.