Óptica Geométrica
Páginas: 9 (2040 palabras)
Publicado: 5 de mayo de 2012
* ÓPTICA
La óptica se ocupa del estudio de la luz, de sus características y de sus manifestaciones. La reflexión y la refracción por un lado, y las interferencias y la difracción por otro, son algunos, de los fenómenos ópticos fundamentales. Los primeros pueden estudiarse siguiendo la marcha de los rayos luminosos. Los segundos se interpretan recurriendo a la descripción en forma de onda. Elconocimiento de las leyes de la óptica permite comprender cómo y por qué se forman esas imágenes, que constituyen para el hombre la representación más valiosa de su mundo exterior.
Una casa o un árbol proyectando sombra en un día soleado, un espejo o la superficie de un estanque devolviendo nuestra propia imagen, la apariencia quebrada de una varilla parcialmente sumergida en el agua, lailusión de presencia de agua sobre el asfalto recalentado, el arco iris cruzando el cielo después de una tormenta, son parte de las incontables experiencias visuales que responden a tres simples leyes empíricas.
La óptica, o estudio de la luz, constituye un ejemplo de ciencia milenaria.
* ÓPTICA GEOMÉTRICA
La óptica geométrica incluye el estudio del comportamiento de haces y rayosluminosos ante espejos o a su paso por medios transparentes como láminas, prismas o lentes. El problema de lo que es la luz, o dicho de otra forma, las descripciones de su naturaleza mediante modelos científicos.
En física, la óptica geométrica parte de las leyes fenomenológicas de Snell, de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para laobtención de las fórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.
La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que lalongitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz.
* REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN:
* REFRACCION
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dosmedios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda. Las lentes, lasmáquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.
Cuando un rayo se refracta al pasar de un medio a otro, el ángulo de refracción con el que entra es igual al ángulo en que sale al volver a pasar de ese medio al medio inicial.
Junto con los conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de incidencia, esnecesario considerar ahora el rayo refractado y el ángulo de refracción o ángulo que forma la normal y el rayo refractado.
Sean 1 y 2 dos medios transparentes en contacto que son atravesados por un rayo luminoso en el sentido de 1 a 2 y ε 1 y ε 2 los ángulos de incidencia y refracción respectivamente. Las leyes que rigen el fenómeno de la refracción pueden, entonces, expresarse en la forma:
*1ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.
* 2ª Ley. (ley de Snell) Los senos de los ángulos de incidencia ε 1 y de refracción ε 2 son directamente proporcionales a las velocidades de propagación v1 y v2 de la luz en los respectivos medios.
sinε 1sinε 2 =v1v2 | |
Recordando que índice de refracción y velocidad son inversamente...
La óptica se ocupa del estudio de la luz, de sus características y de sus manifestaciones. La reflexión y la refracción por un lado, y las interferencias y la difracción por otro, son algunos, de los fenómenos ópticos fundamentales. Los primeros pueden estudiarse siguiendo la marcha de los rayos luminosos. Los segundos se interpretan recurriendo a la descripción en forma de onda. Elconocimiento de las leyes de la óptica permite comprender cómo y por qué se forman esas imágenes, que constituyen para el hombre la representación más valiosa de su mundo exterior.
Una casa o un árbol proyectando sombra en un día soleado, un espejo o la superficie de un estanque devolviendo nuestra propia imagen, la apariencia quebrada de una varilla parcialmente sumergida en el agua, lailusión de presencia de agua sobre el asfalto recalentado, el arco iris cruzando el cielo después de una tormenta, son parte de las incontables experiencias visuales que responden a tres simples leyes empíricas.
La óptica, o estudio de la luz, constituye un ejemplo de ciencia milenaria.
* ÓPTICA GEOMÉTRICA
La óptica geométrica incluye el estudio del comportamiento de haces y rayosluminosos ante espejos o a su paso por medios transparentes como láminas, prismas o lentes. El problema de lo que es la luz, o dicho de otra forma, las descripciones de su naturaleza mediante modelos científicos.
En física, la óptica geométrica parte de las leyes fenomenológicas de Snell, de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para laobtención de las fórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.
La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que lalongitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz.
* REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN:
* REFRACCION
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dosmedios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda. Las lentes, lasmáquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.
Cuando un rayo se refracta al pasar de un medio a otro, el ángulo de refracción con el que entra es igual al ángulo en que sale al volver a pasar de ese medio al medio inicial.
Junto con los conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de incidencia, esnecesario considerar ahora el rayo refractado y el ángulo de refracción o ángulo que forma la normal y el rayo refractado.
Sean 1 y 2 dos medios transparentes en contacto que son atravesados por un rayo luminoso en el sentido de 1 a 2 y ε 1 y ε 2 los ángulos de incidencia y refracción respectivamente. Las leyes que rigen el fenómeno de la refracción pueden, entonces, expresarse en la forma:
*1ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.
* 2ª Ley. (ley de Snell) Los senos de los ángulos de incidencia ε 1 y de refracción ε 2 son directamente proporcionales a las velocidades de propagación v1 y v2 de la luz en los respectivos medios.
sinε 1sinε 2 =v1v2 | |
Recordando que índice de refracción y velocidad son inversamente...
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