Page 669 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

650 Capítulo 33 Luz e iluminación

Frente de onda plano

Frente de onda esférico
Figura 33.10 Un rayo es una línea imaginaria, trazada perpendicularmente a los frentes de onda que avan­
zan, lo que indica la dirección de la propagación de la luz.

De acuerdo con el principio de Huygens, cada punto en un frente de onda en m ovim iento
puede considerarse como una fuente de ondeletas secundarias. El frente de onda en cualquier
instante es la envoltura de estas ondeletas. Por tanto, la luz emitida en todas direcciones por
medio de la fuente puntual de luz en la figura 33.10, puede representarse por una serie de
frentes de onda esféricos que se mueven alejándose de la fuente a la rapidez de la luz. Para
nuestros propósitos, una fuente puntual de luz es aquella cuyas dimensiones son pequeñas en
comparación con las distancias estudiadas. Observe que los frentes de onda esféricos se vuel­
ven prácticamente fuentes de onda planos en cualquier dirección específica a distancias muy
alejadas de la fuente. Una línea recta imaginaria trazada perpendicularmente a los frentes de
onda en la dirección de los frentes de onda en movimiento se llama rayo. Por supuesto, hay
un número infinito de rayos que parten de la fuente puntual.
Cualquier objeto de color oscuro absorbe luz, pero uno blanco absorbe casi toda la luz
que recibe. La luz que no es absorbida cuando golpea un objeto, es reflejada o transmitida. Si
toda la luz que incide sobre un objeto se refleja o se absorbe, se dice que el objeto es opaco.
Puesto que la luz no puede pasar a través de un cuerpo opaco, se producirá una sombra en el
espacio situado atrás del objeto. La sombra formada por una fuente puntual de luz se ilustra
en la figura 33.11. Puesto que la luz se propaga en líneas rectas, los rayos que emergen de
la fuente pasan por los bordes del objeto opaco formando una sombra nítida proporcional a la
forma del objeto. Esa región en la cual no penetra la luz se llama umbra o sombra.
Si la fuente de luz es de tipo extendido y no puntual, la sombra consistirá en dos porcio­
nes, como muestra la figura 33.12. La porción interior no recibe luz de la fuente y por tanto
es umbra. La porción exterior se denomina penumbra. Un observador dentro de la penumbra
podría ver una porción de la fuente pero no toda la fuente. Un observador situado fuera de
ambas regiones podría ver toda la fuente. Los eclipses solares y lunares pueden estudiarse
mediante construcciones de sombra similares.

-Umbra

Figura 33.11 Sombra formada por una fuente puntual de luz.