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DEFINICION DE OPTICA • La óptica es la rama de la física que analiza
las características y las propiedades de la
luz, estudiando cómo se comporta y se
manifiesta.
• La reflexión: modificación que se produce
en el rumbo de un rayo en la superficie que
separa a dos medios.
• Refracción: alteración de dirección cuando el
rayo deja un medio y pasa a otro.
• Difracción: la curva aparente y la separación
de la luz cuando ésta se topa con alguna
barrera.
Es una técnica basada en el modelo corpuscular de
Newton, que reconoce que la luz se comporta como un fluido
formado por corpulosos luminosos de tamaño despreciable
frente a las de los objetos involucrados en los fenómenos
estudiados.
3.1 Óptica Geométrica
• La óptica geométrica es la parte de la óptica que
trata, a partir de representaciones geométricas
de los cambios de dirección que experimentan
los rayos luminosos en los distintos fenómenos
de reflexión y refracción.
Los axiomas sobre los que se construye la óptica geométrica son:
1. Las trayectorias de los rayos de luz en los medios homogéneos e
isótropos son rectilíneas
2. El rayo incidente, el refractado y la normal están en un mismo
plano
3. Se cumple la ley de la reflexión
4. Se cumple la ley de la refracción
5. Las trayectorias de la luz a través de distintos medios son
reversibles
6. No existe interacción entre los diferentes rayos
donde los cinco primeros axiomas se deducen del principio de
Fermat, tal y como vimos en el capítulo anterior, y el último supone
ignorar el carácter ondulatorio de la luz. La óptica geométrica se
ocupa principalmente de la formación de imágenes por espejos y
lentes, base de la construcción de instrumentos ópticos tales como
microscopios ó telescopios.
El nombre se debe a que en esta teoría la naturaleza de los rayos
luminosos no se cuestiona; ni siquiera es importante. El propósito de la teoría
es solamente entender, o predecir, lo que ocurre a los rayos emitidos por los
objetos cuando son interceptados por diversos objetos opacos, como en la
cámara oscura, o desviados de su camino recto de maneras que veremos
enseguida. Como para esto solamente es necesario aplicar conocimientos de
geometría a cada problema, el nombre de la teoría es óptica geométrica.
SE BASA EN LAS SIGUIENTES
LEYES • Ley de la propagación rectilínea de la luz: Tiene su base
experimental en la formación de sombras de objetos a
partir de focos luminosos puntuales. El tamaño de la
sombra real es igual al que se obtendría prolongando
geométricamente rectas que partiendo del foco, pasen por
los puntos de la silueta del objeto.
• Ley de la independencia de rayos luminosos:
Establece que la acción de cada rayo es
independiente de los demás, es decir, no
guarda relación con el hecho de que los demás
actúen simultáneamente o no actúen en
absoluto. Imaginemos una foto de un objeto con
un paisaje de fondo.
3.2 CONCEPTO DE LUZ • La luz es una energía electromagnética
radiante que por esta condición puede ser
percibida sin ningún tipo de problema por el
ojo humano.
• la óptica la disciplina que se encarga del
estudio de las principales formas de producir
luz, su control y aplicaciones.
VELOCIDAD DE LA LUZ • La luz tiene una velocidad finita. La primera
medición fue hecha por el astrónomo danés Ole
Roemer en 1676 y desde entonces numerosos
experimentos han mejorado la precisión.
Actualmente el valor exacto en el vacío es de
299.792.458 m/s.
• La velocidad de la luz al propagarse a través de
la materia es menor que a través del vacío y
depende de las propiedades del medio y de la
energía de la luz.
REFRACCION DE LA LUZ • La refracción es el cambio brusco de dirección
que sufre la luz al cambiar de medio. Este
fenómeno se debe al hecho de que la luz se
propaga a diferentes velocidades según el
medio por el que viaja.
• Ejemplos muy comunes de la refracción es la
ruptura aparente que se ve en un lápiz al
introducirlo en agua o el arcoíris.
PROPAGACION DE LA LUZ • Una de las propiedades de la luz más evidentes a
simple vista es que se propaga en línea recta.
• La óptica geométrica parte de esta premisa para
predecir la posición de la luz.
• De la propagación de la luz y su encuentro con
objetos surgen las sombras. Si interponemos un
cuerpo opaco en el camino de la luz y a
continuación una pantalla, obtendremos sobre ella
la sombra del cuerpo.
DIFRACCION DE LA LUZ
• Cuando la luz atraviesa un obstáculo
puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo
se curva ligeramente. Este fenómeno,
denominado difracción, es el responsable
de que al mirar a través de un agujero muy
pequeño todo se vea distorsionado o de que
los telescopios y microscopios tengan un
número de aumentos máximo.
INTERFERENCIA • El experimento de Young consiste en hacer
incidir luz monocromática en una pantalla que tiene rendija muy estrecha. La luz difractada que sale de dicha rendija se vuelve a hacer incidir en otra pantalla con una doble rendija. La luz procedente de las dos rendijas se combina en una tercera pantalla produciendo bandas alternativas claras y oscuras.
INTERFERENCIA • Se puede ver de forma natural en las manchas de
aceite sobre los charcos de agua o en la cara con
información de los discos compactos; ambos
tienen una superficie que, cuando se ilumina con
luz blanca, la difracta, produciéndose una
cancelación por interferencias, permitiendo ver
cada uno de los colores separados.
REFLEXION • Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que
está constituido retiene unos instantes su energía y a
continuación la reemite en todas las direcciones.
Este fenómeno es denominado reflexión.
• Reflexión interna total, que se produce cuando un
rayo de luz, intenta salir de un medio con un
determinado ángulo. Se produce una refracción de
tal modo que no es capaz de atravesar la superficie
entre ambos medios reflejándose completamente.
POLARIZACION
• Se observa en unos cristales determinados
que individualmente son transparentes. Sin
embargo, si se colocan dos en serie,
paralelos entre sí y con uno girado un
determinado ángulo con respecto al otro, la
luz no puede atravesarlos.
