Experimentos Cruciales En Fisica

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Apuntes de Optica F´
ısica
Artur Carnicer e Ignasi Juvells
Universitat de Barcelona
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Departament de F´
ısica Aplicada i Optica
8 de enero de 2003

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Indice General
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1 Optica Geom´trica
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1.1 Optica Geom´trica Paraxial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.1 Postulados de la Optica Geom´trica . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .
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7
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1.1.2

8

El Invariante de Abbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

1.1.5

Aumentos. Planos focales y principales

........................

10

1.1.6

Ley de las lentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

1.1.7

Sistemas compuestos . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

1.1.8

Lentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

1.1.9

Formaci´n de im´genes en una lente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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13

1.1.10 Formaci´n de im´genes en un espejo esf´rico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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13

1.1.11Limitaciones de luz y campo en sistemas ´pticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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13

Instrumentos de proyecci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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18

1.2.1

Introducci´n a los instrumentos de proyecci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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18

1.2.2

El ojo humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .

18

1.2.3

La c´mara fotogr´fica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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19

1.2.4

Objetivos fotogr´ficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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20

1.2.5
1.3

7

Conceptos. Convenio de signos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.4

1.2

Principio de Fermat . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.3

Sistemas de iluminaci´n de proyectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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21
22

Introducci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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22

1.3.2

Anteojo astron´mico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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23

1.3.3Anteojo de Galileo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

1.3.4

Anteojo terrestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

1.3.5

Telescopios de espejos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Microscopios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .

26

1.4.1

La lupa. El objetivo del microscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

1.4.2

1.4

Telescopios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1

El microscopio compuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

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2 Optica Electromagn´tica
e
2.1

3131

2.1.1

Ecuaciones de Maxwell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

2.1.2

La ecuaci´n de ondas. Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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32

2.1.3
2.2

Ondas electromagn´ticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Energ´ Vector de Poynting . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
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34

Polarizaci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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36

3

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INDICE GENERAL

4
2.2.1

La elipse de polarizaci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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36

2.2.2

Polarizaci´n: casos particulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....