La umbra, la penumbra y la antumbra son tres partes distintas de una sombra, creadas por cualquier fuente de luz después de incidir en un objeto opaco. Suponiendo que no hay difracción, para un haz colimado (como una fuente puntual) de luz, solo se proyecta la umbra . Se denomina vector de Poynting al vector cuyo módulo representa la intensidad instantánea de energía electromagnética que fluye a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de propagación de la onda electromagnética, y cuyo sentido es el de propagación .

Se denomina vector de Poynting al vector cuyo módulo representa la intensidad instantánea de energía electromagnética que fluye a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de propagación de la onda electromagnética, y cuyo sentido es el de propagación. Recibe su nombre del físico inglés John Henry Poynting. Se expresa mediante el símbolo 𝑆→ ${\vec {S}}$

Radiación de un dipolo eléctrico vertical en la página que muestra la fuerza del campo eléctrico (color) y el vector de Poynting (flechas) en el plano de la página.

La umbra, la penumbra y la antumbra son tres partes distintas de una sombra, creadas por cualquier fuente de luz después de incidir en un objeto opaco. Suponiendo que no hay difracción, para un haz colimado (como una fuente puntual) de luz, solo se proyecta la umbra.

Estos nombres se usan con mayor frecuencia para las sombras proyectadas por los cuerpos celestes, aunque a veces se usan para describir niveles, como en las manchas solares.

Se denomina luz colimada a la luz cuyos rayos son paralelos entre sí, lo que se puede lograr de diferentes formas, siendo la más sencilla hacerla incidir en un espejo cóncavo desde una fuente situada en el foco. Se suele decir que la luz colimada está enfocada en el infinito.

Se dice que un haz de luz está colimado si la divergencia del vector de Poynting correspondiente es nula. El flujo de la energía es unidireccional, de modo que cada rayo del haz puede considerarse paralelo a cualquier otro. Dentro de ciertas aproximaciones acerca de la fuente primordial puede obtenerse un haz colimado mediante un sistema de dos lentes: una primera lente hace converger todos los rayos en la focal de la segunda, de forma que finalmente salen paralelos.

El láser suele estar colimado, debido a que se genera en el interior de una cámara entre dos espejos de este tipo, además de ser coherente.

La luz de las estrellas, incluido el Sol, puede considerarse colimada (para casi cualquier propósito) debido a que están a distancias muy grandes.

Un espejo parabólico de precisión llevará los rayos paralelos a un foco en un único punto. Los espejos esféricos son más sencillos de construir que los parabólicos y suelen utilizarse para producir luz más o menos colimada. Para producir luz colimada útil, la fuente de luz debe acercarse a un punto; es decir, debe ser pequeña con respecto al sistema óptico, como la imagen que forma un espejo de una estrella. La desventaja es que, puesto que la luminosidad de la mayoría de fuentes es baja, dicho sistema óptico no puede producir mucha energía óptica. El láser es una excepción importante a esta regla general.

Los reflectores parabólicos se utilizan para recoger la energía procedente de una fuente distante (como por ejemplo, la luz de las estrellas, o las señales de radio emitidas por los satélites de comunicaciones). Dado que los principios de reflexión de ondas son reversibles, los reflectores parabólicos también se pueden usar para enfocar la radiación de una fuente emisora en un haz estrecho.^[1] En óptica, los espejos parabólicos se utilizan para diversos fines, como la observación del firmamento mediante telescopios reflectores, la captación de energía mediante hornos solares, o la proyección de haces de luz en todo tipo de dispositivos, como linternas eléctricas o faros de automóvil.

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Espejo_parab%C3%B3lico

Una linterna o lámpara de mano es un aparato portátil de iluminación que funciona por medio de pilas o baterías eléctricas.

Suele estar compuesta de una carcasa que alberga las pilas y la bombilla.
Es primaria, es decir, que produce luz propia no reflejada.

Algunos modelos incorporan varios tipos de iluminación en la misma linterna: una lámpara fluorescente, un intermitente para señalización y un dispositivo óptico para obtener un haz luminoso dirigible.

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Linterna_el%C3%A9ctrica

Véase también

Alineador de faros

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Luz_colimada

Radiación de un dipolo eléctrico vertical en la página que muestra la fuerza del campo eléctrico (color) y el vector de Poynting (flechas) en el plano de la página.

El vector de Poynting puede definirse como el producto vectorial del campo eléctrico y el campo magnético, cuyo módulo es la intensidad de la onda:

𝑆→=𝐸→×𝐻→=1𝜇𝐸→×𝐵→ ${\vec {S}}={\vec {E}}\times {\vec {H}}={\frac {1}{\mu }}{\vec {E}}\times {\vec {B}}$

donde:

𝐸→ ${\vec {E}}$ representa el campo eléctrico
𝐻→ ${\vec {H}}$ la intensidad del campo magnético
𝐵→ ${\vec {B}}$ el campo de inducción magnética
𝜇 $\mu$ permeabilidad magnética del medio. Su unidad en el SI es (H/m)

Dado que los campos eléctrico y magnético de una onda electromagnética oscilan con la frecuencia de la onda, la magnitud del vector de Poynting cambia en el tiempo. El promedio del vector de Poynting sobre un período muy superior al periodo de la onda es llamado irradiancia, I:

𝐼=⟨𝑆⟩𝑇 $I=\left\langle S\right\rangle _{T}$

La irradiancia representa el flujo de energía asociado a la radiación electromagnética en la dirección perpendicular a su dirección de propagación.

Véase también

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Vector_de_Poynting

Una superficie equipotencial es el lugar geométrico de los puntos de un campo escalar en los cuales el «potencial de campo» o valor numérico de la función que representa el campo, es constante. Las superficies equipotenciales pueden calcularse empleando la ecuación de Poisson.

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Superficie_equipotencial

En matemáticas y física, un campo escalar representa la distribución espacial de una magnitud escalar, asociando un valor a cada punto del espacio. En matemáticas, el valor es un número; en física, una magnitud física. Los campos escalares se usan en física, por ejemplo, para indicar la distribución de la temperatura o la presión de un gas en el espacio.

Definición

Matemáticamente, un campo escalar en una región 𝑈⊂𝑅𝑛 $U\subset \mathbb {R} ^{n}$ es una función𝑓:𝑈→𝑅 $f:U\to \mathbb {R}$

en la que a cada punto 𝑥∈𝑈 $\mathbf {x} \in U$ , se le asigna un número o escalar 𝑓(𝑥) $f(\mathbf {x} )$ .

Esta función también es conocida como función de punto o simplemente función escalar.

Campos escalares en física

En mecánica de fluidos la presión puede ser tratada como un campo escalar. La distribución de temperatura sobre un cuerpo es otro campo escalar. Todos estos campos son clasificados como campos escalares por motivo de la descripción matemática necesaria. Una construcción que caracteriza los campos escalares son las superficies equipotenciales que son los conjuntos de puntos sobre los cuales la función toma un mismo valor.

En física relativista, un campo escalar es aquel para el cual la ley de transformación entre los valores medidos por dos observadores diferentes satisfacen una relación tensorial de invariancia. En ese sentido el potencial eléctrico que en electromagnetismo clásico se trata como un escalar, en mecánica relativista no es un escalar sino la componente temporal de un cuadrivector potencial que generaliza el potencial vectorial clásico.

En física cuántica, se usa el término «campo escalar» de una forma más restringida, se aplica a describir el campo asociado a partículas de espín nulo (p.ej. los piones).

Campos escalares en geometría diferencial

Dada una variedad diferenciable 𝑀 ${\mathcal {M}}$ y dado un atlas de la misma:

{(𝑈𝛼,𝜙𝛼)|𝑈𝛼⊂𝑀, 𝜙𝛼:𝑈𝛼→𝑅𝑛} $\{(U_{\alpha },\phi _{\alpha })|\quad U_{\alpha }\subset {\mathcal {M}},\ \phi _{\alpha }:U_{\alpha }\to \mathbb {R} ^{n}\}$