Introduccin

Hablar de la ptica significa hacer referencia de una de las ramas de la fsica que que se ocupa del estudio del comportamiento de la luz, sus caractersticas, asi como de sus manifestaciones, analizaremos la importancia de la ptica dentro de la fsica misma asi como dentro del mundo diario. La ptica asido importante des tiempos atrs donde ya se comensaba a hablar de espejos, que eran esferas de vidrio llenas de agua ya conocidas por los griegos y romanos. La luz se considero hasta la mitad del siglo XVII como una corriente de corpsculos, donde el principal exponente Isaac Newton manifestaba que se trataba de una corriente de partculas qu eran emitidas por algn objeto observado o que eran emitidas por los ojos del mismo observador. Sin embargo mas tarde Huygens aseguraba que la luz era una onda: consideraba que se trataba de un movimiento ondulatorio de tipo mecanico que se extiende en un medio considerado elstico que ocupa todo y que se le atribuia el nombre de ter.De alguna manera la luz tenia caractersticas corpusculares y ondulatorias. Pero fue mas adelante que con el trabajo de Maxwell quien aseguro que la luz era una forma de onda electromagntica de alta frecuencia, quien contribuyo de forma decisiva en la aceptacin de la teora ondulatoria.

Y es consecuencia de todos estos antecedentes lo que nos lleva al estudio de algunos fenmenos que nos permiten analizar y entender y de algn modo controlar la luz y sus efectos; como lo son la reflexin, la refraccin, las interferencias, la difraccin, la formacin de imgenes en espejos planos, cncavos y convexos cada una con sus particularidades y la interaccin de la luz con la materia. Todo esto nos permitir tener un mejor concepto y conocimiento sobre la luz misma.

Asi tambin los lentes son otro caso especial en el tema de la ptica y la luz ya que de igual forma nos permiten ver una imagen aumentada y del mismo sentido que algn objeto es decir una imagen virtual y derecha

ptica

-Reflexin:

La reflexion es el cambio de direccin de una onda, que al estar en contacto con la superficie de separacin entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se origin. Ejemplos comunes son la reflexinde la luz, el sonido y las ondas en el agua.

Reflexin de la luz:

La luz es una manifestacin de energa. Gracias a ella las imgenes pueden ser reflejadas en un espejo, en la superficie del agua o un piso muy brillante. Esto se debe a un fenmeno llamado reflexin de la luz.La reflexin ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan en ella, se desvan y regresan al medio que salieron formando un ngulo igual al de la luz incidente, muy distinta a la refraccin.Es el cambio de direccin, en el mismo medio, que experimenta un rayo luminoso al incidir oblicuamente sobre una superficie. Para este caso las leyes de la reflexin son las siguientes:1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano.2a. ley: El ngulo de incidencia es igual al ngulo de reflexin.

Reflexin especular:

Se produce cuando un rayo de luz incide sobre una superficie pulida (espejo) cambia su direccin sin cambiar el medio por donde se propaga decimos que el rayo de luz se refleja.Reflexion Difusa

Cuando un rayo de luz incide sobre una superficie "no pulida", los rayos no se reflejan en ninguna direccin, es decir se difunden. Esto se puede producir por ejemplo en la madera.

Reflexion total.

En el ngulo lmite, el rayo sale por la misma superficie de separacin, otro rayo incidente, que forme con la normal un ngulo mayor que el del lmite, ya no saldr al otro medio, sino que quedar dentro del mismo medio. Los ngulos que forman son iguales, como en la reflexin, este fenmeno se llama reflexin total. Por reflejarse todos los rayos.Condiciones. La reflexin total se verifica: Cuando el rayo va de un medio ms refringente hacia otro menos refringente. Cuando el ngulo de incidencia sea mayor que el del lmite.

Reflexion sismica

Las ondas ssmicas producidas por terremotos o porotras fuentes tales como explosiones, pueden ser reflejadas por capas dentro de la Tierra. El estudio de las ondas ssmicas reflejadas en las profundidades ha dado a los sismlogos la oportunidad de determinar las capas que conforman la estructura de la Tierra. El estudio de las ondas ssmicas reflejadas de poca profundidad se utiliza en sismologa por reflexin, que estudia la corteza de la Tierra en general.

-Refraccin

La refraccin es el cambio de direccion que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separacion de los dos medios y si estos tienen indices de refraccion distintos. Larefraccion se origina en el cambio de velocidad de propagacion de la ondasenalada.Un ejemplo de este fenomeno se ve cuando se sumerge un lapiz en un vaso con agua: el lapiz parece quebrado. Tambien se produce refraccion cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el indice de refraccin.Los espejismos son producidos por un caso extremo de refraccion, denominado reflexion total. Aunque el fenomeno de la refraccion se observa frecuentemente en ondas electromagneticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagacion a otro con una densidad optica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de direccion si no incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviacion en ladireccion de propagacion se explica por medio de la ley de Snell. Esta ley, asi como la refraccion en medios no homogeneos, son consecuencia del principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido optico de menor tiempo.

Por otro lado, la velocidad de la penetracion de la luz en un medio distinto del vacio esta en relacion con la longitud de la onda y, cuando un haz de luz blanca pasa de un medio a otro, cada color sufre una ligera desviacion. Este fenomeno es conocido como dispersion de la luz. Las longitudes de onda corta son hasta 4 veces mas dispersadas que las largas lo cual explica que el cielo se vea azulado, ya que para esa gama de colores el indice de refraccion es mayor y se dispersa mas.

En la refraccion se cumplen las leyes deducidas por Huygens que rigen todo el movimiento ondulatorio: El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano. Los angulos de incidencia y reflexion son iguales, entendiendo por tales los que forman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con la perpendicular (llamada Normal) a la superficie de separacion trazada en el punto de incidencia.

La velocidad de la luz depende del medio por el que viaje, por lo que es mas lenta cuanto mas denso sea el material y viceversa. Por ello, cuando la luz pasa de un medio menos denso (aire) a otro mas denso (cristal), el rayo de luz es refractado acercandose a la normal y por tanto, el angulo de refraccion sera mas pequeno que el angulo de incidencia. Del mismo modo, si el rayo de luz pasa de un medio mas denso a uno menos denso, sera refractado alejandose de la normal y, por tanto, el angulo de incidencia sera menor que el de refraccion. Asi podemos decir que la refraccion es el cambio de direccion de la propagacion que experimenta la luz al pasar de un medio a otro

Ley de refraccin (Ley de Snell)

La relacion entre el seno del angulo de incidencia y el seno del angulo de refraccion es igual a la razon entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la onda en el segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del ndice de refraccin del primer medio por el seno del ngulo de incidencia es igual al producto del ndice de refraccin del segundo medio por el seno del ngulo de refraccin:

-Lentes

Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeos tienen distancias focales cortas. Una lente con dos superficies convexas siempre refractar los rayos paralelos al eje ptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente cncava desva los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente que el objeto. Estas lentes slo forman imgenes virtuales, reducidas y no invertidas.

Lentes planos

Es sabido que los cristales o espejos planos producen, de los objetos situados delante de ellos, imgenes semejantes a dichos objetos. Estudiando el mecanismo de formacin de estas imgenes llegaron los sabios de la Antigedad al descubrimiento de las leyes de la reflexin, que se encuentran ya formuladas.Los rayos luminosos, despus de reflejados por un espejo plano, parecen proceder de puntos del espacio situados detrs del espejo y simtricos del objeto. Un rayo luminoso trazado desde el punto a que llega al espejo M en el punto I se refleja segn IR, como si viniera del punto A, sobre la perpendicular AH, tal como A H = AH.

Los rayos reflejados por los espejos planos parecen proceder de imgenes- situadas detrs de dichos espejos: las imgenes carecen de existencia real, y se dice que son virtuales.El hecho que la luz pueda circular a lo largo de los rayos luminosos, en ambos sentidos, sin que se cambie de trayecto, es muy importante y constituye lo que se denomina principio del retorno inverso de la luz.Si rayos luminosos que convergen en el mismo punto son detenidos por un espejo plano, convergern despus de reflejados, formando un verdadero punto luminoso, que es entonces una imagen real.Las imgenes producidas por los espejos planos tienen las mismas dimensiones que los objetos correspondientes, pero de ellos no se deduce que sean iguales Dicha imagen est formada, no por los propios rayos, sino por sus prolongaciones. En casos como ste se dice que la imagen es virtual. Sin embargo, la reflexin en el espejo plano no invierte la posicin del objeto. Se trata entonces de una imagen directa. En resumen, la imagen formada en un espejo plano es virtual, directa y de igual tamao que el objeto.El objeto y la imagen no pueden superponerse, pero son simtricos con respecto a un plano como lo son la mano derecha y la mano izquierda; como se sabe, no es posible introducir la mano derecha en un guante izquierdo, ni inversamente.

Lentes cncavos

La abertura del espejo o su dimetro AB del circulo base; su abertura angular es el ngulo ACB Nos limitaremos en nuestro estudio a los espejos de pequea abertura, con dimetro inferior a la mitad del radio de la esfera, que corresponde a un ngulo menor que 20 a 25. El plano en el que se encuentran las imgenes de todos los puntos infinitamente alejados, se denomina plano focal del espejo.

Todo rayo paralelo al eje ptico se refleja en la direccin del foco, todo rayo que incide en la direccin del foco se refleja paralelo al eje ptico, todo rayo en la direccin de un radio se refleja volviendo sobre si mismo.El espejo cncavo puede dar, pues, imgenes reales y virtuales. Las imgenes y el objeto se desplazan siempre en sentido inverso.

Lentes convexos

Son espejos esfricos que reflejan los rayos por su cara convexa. comprueba inmediatamente que es imposible obtener imgenes reales de los objetos que se colocan ante tales espejos; slo dan imgenes virtuales derechas y ms pequeas que el objetos.Todo rayo paralelo al eje ptico se refracta den la direccin del foco imagen, todo rayo que incide en la direccin del foco objeto se refracta paralelo al eje ptico y todo rayo en la que pasa por el centro de la lente no sufre desviacin.Los rayos paralelas se reflejan como si procedieran de un foco situado en el eje secundario paralelo a los rayos incidentes, pero este foco es, en este caso, virtual, y los rayos reflejados divergen.

Conclusin Como ya hemos analizado la ptica, tiene como objeto de estudio la propagacin y comportamiento de la luz, que corresponde a las oscilaciones muy rapidas de un campo electromagntico que pueden ser asimiladas por el ojo humano. La luz no es otra cosa sino que es una manifestacin de la energa misma, que bsicamente es lo que hoy en dia nos permite poder ver distintas proyecciones de imgenes sobre superficies claras o en su caso en algn espejo, por ejemplo cuando nos colocamos frente ala computadora o el televisor podemos notar con suma facilida nuestra imagen proyectada sobre la pantalla de esta.

La ptica que se encarga de estudiar la luz, de sus caractersticas y de sus manifestaciones que pueden ser comprendidas y controladas mediante la reflexin y la refraccin por un lado, y las interferencias y la difraccin por otro, que son algunos, de los distintos fenmenos pticos principalesy es debido a estos fenmenos que hoy se cuenta con utensilios utilizados por el hombre mismo como los espejos, lentes, un proyector etc. Los primeros pueden ser estudiados siguiendo el recorrido de los rayos luminosos y son estos y el angulo al que se coloquen los espejos que influyeran en el numero de imgenes que se proyecten. Los seguientes se analizan recurriendo al estudio descriptivo en forma de onda. Tener los conocimientos sobre las leyes de la ptica nos dan la pauta para entender y comprender comprender el cmo y por qu se formany reproducen esas imgeneso reflejos, que constituyen para el ser humano una representacin muy valiosa de su mundo externo, es asi, como podemos darnos cuenta de que es esta una parte importante de la fsica no se puede ser pasada por alto en el dia a dia de nuestras vidas ya que acada momento estamos en contacto con la ptica debido a las distintas utilidades y sus diversos estudios que conlleva en el accionar humano.

Referencias bibliograficas

1.- http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(f%C3%ADsica)2.- http://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3n3.- http://es.slideshare.net/josemanuelbelmezmacias/ptica-geomtrica-149829694.- http://www.fisicanet.com.ar/fisica/ondas/ap07_espejos_lentes.php