Óptica y ondas
La luz se comporta como una onda, así que entender ondas primero hace que la óptica deje de ser una colección de fórmulas sueltas.
Las magnitudes de una onda
Una onda transporta energía sin transportar materia. Esa frase es la clave de medio bloque: cuando pasa una ola, el agua sube y baja, no viaja con la ola.
- Longitud de onda (λ) — distancia entre dos crestas consecutivas.
- Frecuencia (f) — cuántas oscilaciones por segundo. En hercios.
- Periodo (T) — lo que tarda una oscilación. Es el inverso de la frecuencia.
- Amplitud — la altura de la oscilación. Se relaciona con la energía, no con la rapidez.
Y la relación que lo une todo: v = λ·f. La velocidad la impone el medio, no la fuente. Por eso, cuando una onda cambia de medio, la frecuencia se mantiene y la longitud de onda cambia.
Sonido: las tres cualidades
- Tono — depende de la frecuencia. Agudo es frecuencia alta.
- Intensidad — depende de la amplitud. Es el volumen.
- Timbre — la forma de la onda. Es lo que distingue un piano de una guitarra tocando la misma nota.
El sonido necesita medio material: en el vacío no se propaga. La luz, sí. Esa diferencia es una pregunta habitual de examen.
Reflexión y refracción
En la reflexión, el ángulo de incidencia es igual al de reflexión, medidos siempre respecto a la normal —la perpendicular a la superficie—, no respecto a la superficie. Medirlos mal es el error más repetido del bloque.
En la refracción, el rayo cambia de dirección al cambiar de medio porque cambia su velocidad. La ley de Snell lo cuantifica. La regla práctica: al pasar a un medio más denso ópticamente el rayo se acerca a la normal; al salir a uno menos denso, se aleja.
Si el ángulo de salida superaría los 90°, no hay refracción: toda la luz se refleja. Es la reflexión total interna, y es exactamente el principio con el que funciona la fibra óptica.
Lentes y espejos: el criterio de signos
Aquí la dificultad no es conceptual sino de convenio. Las fórmulas son cortas; lo que falla es el criterio de signos, y cada libro usa uno. Lo importante es fijar el del aula y no mezclarlo.
Antes de calcular nada, conviene saber qué imagen esperas:
- Una lente convergente con el objeto más lejos del foco da imagen real e invertida.
- Con el objeto entre el foco y la lente, da imagen virtual y derecha, más grande. Es la lupa.
- Una lente divergente da siempre imagen virtual, derecha y más pequeña.
Si el número que sale contradice ese esquema, el error está en los signos y no en la fórmula.
Practicar con un tutor
La física se aprende resolviendo problemas y viendo dónde falla el razonamiento, no releyendo teoría. Capi es el tutor de Bachillerato y EBAU: le puedes pasar un problema atascado y pedirle que te pregunte hasta que veas el paso que faltaba.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se dobla un lápiz metido en agua?
Por refracción: la luz cambia de velocidad al pasar del agua al aire y se desvía, así que la vemos venir de una dirección distinta de la real.
¿La frecuencia cambia al cambiar de medio?
No. La frecuencia la fija la fuente y se mantiene. Lo que cambian son la velocidad y la longitud de onda.
¿Qué diferencia una imagen real de una virtual?
La real se puede recoger en una pantalla porque los rayos convergen de verdad. La virtual solo se ve mirando por la lente: los rayos parecen venir de ahí pero no pasan por ese punto.
¿Por qué no se oye nada en el vacío?
El sonido es una onda mecánica y necesita un medio material que vibre. La luz es electromagnética y no lo necesita.
Otras guías por asignatura
- Filosofía de Bachillerato
- Física: mecánica
- Física: electricidad y magnetismo
- Biología de Bachillerato
- Historia de Bachillerato
- Comentario de texto