UACH Luz En La Arquitectura 4 Reflexión y Refracción
1. Luz en la Arquitectura –
Reflexión y Refracción
Dr. Willy H. Gerber
Objetivos: Comprender como la luz es reflejada y refractada en los
distintos objetos.
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3. Veamos primero la reflexión
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4. Veamos primero la reflexión
Sol
“Espejo” “Difuso”
Nosotros
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5. Dos tipos de reflexión
“Espejo” “Difuso”
θ
θ
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6. Nivel de difuso
“espejo” “difuso”
“espejo”
“semi difuso” (por efecto de las olas)
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7. Nivel de reflejo
“baja (nulo)” “alta”
alta reflexión
baja reflexión
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9. Calculo lente convexo
Un rayo por el punto medio, que da en forma ortogonal sobre la
superficie, es reflejado en forma ortogonal.
G
g
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10. Calculo lente convexo
Un rayo paralelo al eje es reflejado de modo de que el ángulo incidente
es igual al reflejado. La prolongación del haz reflejado pasa por el foco.
G
g
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11. Calculo lente convexo
Un haz que se dirige en dirección del foco es reflejado en forma
paralela al eje.
G
g
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12. Calculo lente convexo
Si combinamos los tres diagramas obtenemos la posición y el
tamaño de la imagen que se observa. En este caso es “no‐invertida”
y “reducida”:
G
B
g b
G g 1 1 1
= = +
B b f g b
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18. Refracción
A pasar de un medio a otro el haz es desviado.
Los ángulos cumplen la relación:
θ1
sinθ1 c1
= = n
sinθ2 c2
Con:
θ2
c1 : velocidad de la luz en el medio 1
c2 : velocidad de la luz en el medio 2
n : índice de refracción
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19. Otro efecto: Birrefringencia
Eje óptico Luz incidente
Calcita
Onda lenta
Onda rápida
Rayo ordinario
Rayo extraordinario
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20. Refracción
La refracción hace que veamos
objetos dentro de otro medio
como si estuvieran doblados.
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23. Refracción total
Imagen
Reflejada
en la
superficie
Zona
“transpa‐ Zona
rente” “espejo”
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24. Doble Refracción
θ1
θ2
θ2
θ1
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25. Doble Refracción
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26. Lentes
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27. El foco del lente
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28. Análisis del comportamiento de un Lente
Reglas para construir la imagen:
1. Línea paralela ‐> se refracta por el foco
2. Línea por el foco ‐> se refracta en forma paralela
3. Línea por el centro no se desvía (aproximación de baja curvatura)
G
f f b
g B
Relaciones:
G g 1 1 1
= = +
B b f g b
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32. Otros casos
Y aquí?
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33. Otros casos
Otros mas
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34. Otro tipo de refracción
Objeto (barco, edificio, cerro, cielo) flotando invertido sobre el horizonte.
Dos efectos clásicos:
Atmosfera fría El cielo se refleja en el aire caliente del
desierto creando la imagen de un “lago de
agua” (la llamada “fata morgana”).
Atmosfera cálida
Atmosfera cálida
En la puesta del sol se observan
barcos que están ya debajo de la línea
del horizonte
Atmosfera fría
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35. Otro tipo de refracción
Otros ejemplo de refracción
difusa de la imagen del sol que ya
esta debajo de la línea del
horizonte.
Atmosfera cálida
Atmosfera fría
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36. Puestas de sol curiosas
Puesta del sol a las 23:47 … y a las 23:49 “volvió a salir”
Atmosfera cálida
Atmosfera fría
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37. Puestas y salidas del sol curiosas
El sol que salió
dos veces
Juegos con las
nubes
Deformación
por capas
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42. Polarización de la luz
Sin efecto
Luz polarizada
de la atmosfera
Luz externa
retenida
Se ve la cortina
(luz interna) Con efecto
Luz interior
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43. Anteojo oscuro con polarizador
Luz “vertical” del sol.
Luz “horizontal” de
la atmosfera y del
sol.
Cuidado: anteojos “piratas” pueden ser “oscuros” pero no
necesariamente polarizados.
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45. Uso fotográfico
Sin filtro de polarización Con filtro de polarización
Con reflejos Sin reflejos
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46. Otros usos
Muchos insectos son capaces de “ver luz polarizada” y lo emplean:
Las mariposas polarizan
la luz con sus alas. Dicha
luz es especialmente
visible para la pareja de
la mariposa.
Las abejas la
emplean para
orientarse
Algunos predadores aprovechan
la polarización de la luz para
encontrar su presa.
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47. Tarea final
Trabajo grupal:
Enviar a wgerber@gphysics.net hasta un máximo de 10 fotos
(basta una) en que se vea una situación extraordinaria de
refracción y/o reflexión.
Se evalúan todas. Se toma la nota de la mejor.
Criterios:
‐Calidad (1/3)
‐Creatividad (1/3)
‐Efecto (1/3)
Solo un envió (no de a gotitas), debe incluir fotos, textos que
explica para cada foto y lista de miembros del grupo.
Fotos “múltiples” que figuren en varios grupos no se
consideraran.
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48. Contacto
Dr. Willy H. Gerber
wgerber@gphysics.net
Instituto de Fisica
Universidad Austral de Chile
Campus Isla Teja
Casilla 567, Valdivia, Chile
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