Óptica: la lente del conocimiento M. David Iturbe Castillo Instituto Nacional de Astrofísica, Optica y Electrónica

Introducción Optica: Ciencia, parte de la física, que estudia el comportamiento de la luz. Involucra la generación, propagación y detección de luz. Parte de su importancia actual radica en que el impacto tecnológico de: los láseres, las fibras ópticas y elementos ópticos semiconductores.

El ojo

Luz Es una forma de energía. Está formada por campos eléctricos y magnéticos. Es energía electromagnética.

Teorías acerca de la luz Optica geométrica o de rayos. Optica ondulatoria. Optica electromagnética Optica cuántica

Principal fuente de luz: el sol

Espectro electromagnético

Postulados de la óptica geométrica La luz se propaga en forma de rayos. Los rayos son emitidos por la fuente de luz. Un medio óptico está caracterizado por una cantidad n llamada el índice de refracción. El cual es la razón entre la velocidad de la luz en el vacio y en el medio.

Postulados de la óptica geométrica En un medio heterogeneo el índicie de refracción es función de la posición. Principio de Fermat: Rayos viajando de un punto A a un punto B siguen una trayectoria tal que el tiempo de viaje es un extremal entre trayectorias vecinas. La luz viaja a largo de la trayectoria de menor tiempo.

Propagación rectilínea

Propagación rectilínea

Ley de reflexión Los rayos reflejados estan un plano llamado plano de incidencia. El ángulo de reflexión es igual al de incidencia.

Ley de reflexión

Ley de refracción Los rayos refractados por una interfase están en el plano de incidencia. El ángulo de refracción q esta relacionado con el ángulo de incidencia f a través de la ley de Snell: ni Senf=nt Senq donde ni y nt son los índices de refracción del medio de donde incide el rayo y a donde se transmite, respectivamente.

Construcción geométrica de la ley de Snell Rayo incidente Círculos con radio proporcional al índice de refracción ni f nt q Rayo refractado

Ley de refracción

Refracción y reflexión

Principio de Fermat La luz viaja de un punto a otro en la trayectoria que le toma el tiempo mínimo

Formación de imágenes H f Objeto H’ Imagen Lente So Si

Principales fórmulas

Formación de imágenes con un espejo convexo

Formación de imágenes con un espejo convexo