Ondas de luz y fórmula de color

Las ondas de luz, como otros tipos de ondas, transportan energía desde una fuente. Están formados por partículas de energía discretas conocidas como fotones. Los fotones no tienen masa, pero tienen impulso y energía. Hay tipos de ondas de luz que la visión humana no puede ver, al igual que hay sonidos que no se pueden escuchar porque están fuera del alcance del oído humano. La longitud de onda y la frecuencia, por otro lado, son compartidas por todas las formas de ondas. La distancia entre porciones adyacentes de una onda se define como su longitud de onda (p. ej., de cresta a cresta o de valle a valle). El número de ondas que pasan en un lugar fijo en un momento determinado, por otro lado, se conoce como frecuencia.

Ondas de luz y fórmula de color

Las ondas de luz se pueden medir de dos maneras.

• La amplitud de la onda.
• La frecuencia de la onda, así como el número de ondas por segundo.

Los objetos parecen de diferentes colores porque absorben algunos colores (longitud de onda) mientras reflejan o transmiten otros. Las longitudes de onda reflejadas o transmitidas por el elemento son lo que experimentamos como colores. Entonces, con base en la premisa antes mencionada, podemos concluir que el color de la luz está determinado por la longitud de onda. La longitud de onda y la frecuencia de la luz también están fuertemente conectadas. Cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la frecuencia. Por lo tanto, es tanto la longitud de onda como la frecuencia lo que determina el color de una onda de luz.

Estas ondas se clasifican en función de las frecuencias que exhiben propiedades comparables en el espectro electromagnético de la luz. Las subdivisiones de cada espectro difieren según la frecuencia de la onda. El color de estas luces está determinado por el grado de reflexión de los objetos sobre los que cae la luz blanca. Por ejemplo, la pared blanca aparece porque refleja todos los colores.

Fórmula

Para las ondas electromagnéticas, se utiliza la siguiente ecuación para relacionar la longitud de onda y la frecuencia:

c = vλ

Dónde,

• c representa la velocidad de la luz
• v es la frecuencia
• λ representa la longitud de onda

Problemas de muestra

Pregunta 1: Si una onda tiene una frecuencia de 1,5 × 10 ¹⁴ , encuentre su longitud de onda.

Solución:

Dado: v = 1,5 × 10 ¹⁴ y c = 3 × 10 ⁸ m/s

Dado que, c = vλ ⇒ λ = c/v

⇒ λ = 3 × 10 ⁸ m/s/1,5 × 10 ¹⁴

λ = 2 × 10 ^-6 m.

Pregunta 2: La longitud de onda de una onda de luz es 10 veces mayor que su valor. Explique qué sucedería con su frecuencia.

Responder:

Claramente, la longitud de onda y la frecuencia de una onda de luz son inversas entre sí. Implica que elevar la longitud de onda por un cierto factor significaría que la frecuencia de dicha onda se reduciría por el mismo factor. 

Por tanto, en este caso, la frecuencia de la onda de luz caería a una décima parte de su valor.

Pregunta 3: Calcula la frecuencia de la luz roja, dado que su frecuencia es de 700 nm.

Solución:

Entonces tenemos que λ = 700 nm = 7.00 × 10 ^-7 m.

Ya que, c = vλ ⇒ v = c/λ

⇒ v = 3 × 10 ⁸ m/s/7 × 10 ^-7 m

⇒ v = 0.4285 × 10 ¹⁵ ms ^-1

⇒ v = 4.285 × 10 ^{14ms -1}

Pregunta 4: Encuentra el color de una onda de luz de frecuencia 5.893 × 10 ¹⁴ s ⁻¹ ?

Solución:

Dado: v = 5.893 ×10 ¹⁴ s ⁻¹

Dado que, c = vλ ⇒ λ = c/v

⇒ λ = 3 × 10 ⁸ m/s/5.893 × 10 ¹⁴ s ⁻¹

⇒ λ = 5,0907 × 10-5 m

= 509nm

Dado que la longitud de onda del color verde se encuentra entre 490 y 530 nm, el color de la onda dada es verde.

Pregunta 5: Un tanque de ondas genera 10 ondas cada segundo. Calcula la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de una onda si una depresión y una cresta cercana están separadas 12 cm.

Solución:

La frecuencia de la onda es igual al número de ondas por segundo.

Por lo tanto, frecuencia = v = 10 Hz.

Longitud de onda = λ = 2(0,12) m 

= 0,24 metros

Velocidad = Frecuencia × longitud de onda

v × λ = 10 × 0,24 

= 2,4 m/s