Optica geometrica

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Óptica

Introducción

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 descripciónen forma de onda. El conocimiento 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.
Los científicos empezaron por observar la acción de los espejos sobre la luz y estudiando cómo y dónde se formaban las imágenes dadas por ellos. Estudiaron también lentes y dedujeron las leyes querigen la formación de sus imágenes. Todo esto es lo que estudia la Óptica Geométrica.
Al aumentar el conocimiento de la naturaleza de la materia se descubrieron partes conceptuales más profundas de la naturaleza de la luz y surgieron otras partes de la óptica como la Óptica Física que trata de la naturaleza de la luz y de sus características ondulatorias y la Óptica Cuántica que estudia la acciónde las partículas que lleva la luz (fotones) con la materia y todas las implicaciones cuánticas.
Óptica Geométrica
Existen fenómenos en que la onda electromagnética pierde hasta su carácter ondulatorio. Son los fenómenos electromagnéticos más simples en los cuales solamente interesa la dirección de propagación de la onda en el espacio físico en cuestión, como lo son los conocidos fenómenos de lareflexión y la refracción. Es en este caso cuando basta el tratamiento que hace la Óptica Geométrica, por lo que es suficiente la descripción de los fenómenos a través de la descripción geométrica de los rayos.
Cuando mires un rayo de luz debes pensar que tiene mucho que ver con la electricidad y el magnetismo: es una radiación electromagnética.
Así como la frecuencia de la ondaelectromagnética sea mayor, esto es, mientras menor sea la longitud de onda, más exacta es la descripción por rayos. Esto caracteriza la simplicidad posible en el tratamiento de los fenómenos de la Óptica Geométrica.
La Óptica Geométrica abarca todo el proceso de formación de imágenes en espejos planos y esféricos, así como en lentes y sistemas de lentes. Se puede encontrar la explicación del funcionamiento dediversos dispositivos como el prisma y la lupa, así como de un conjunto de instrumentos formadores de imágenes como lo son los conocidos microscopios y telescopios. 
En un medio que además de ser transparente sea homogéneo, es decir, que mantenga propiedades idénticas en cualquier punto del mismo, la luz se propaga en línea recta. Esta característica, conocida desde la antigüedad, constituye unaley fundamental de la óptica geométrica. Dado que la luz se propaga en línea recta, para estudiar los fenómenos ópticos de forma sencilla, se acude a algunas simplificaciones útiles. Así, las fuentes luminosas se consideran puntuales, esto es, como si estuvieran concentradas en un punto, del cual emergen rayos de luz o líneas rectas que representan las direcciones de propagación. Un conjunto derayos que parten de una misma fuente se denomina haz. Cuando la fuente se encuentra muy alejada del punto de observación, a efectos prácticos, los haces se consideran formados por rayos paralelos. Si por el contrario la fuente está próxima la forma del haz es cónica.

Velocidad de la luz e índice de refracción

La velocidad con que la luz se propaga a través de un medio homogéneo y transparentees una constante característica de dicho medio, y por tanto, cambia de un medio a otro. En la antigüedad se pensaba que su valor era infinito, lo que explicaba su propagación instantánea.

Debido a su enorme magnitud la medida de la velocidad de la luz c ha requerido la invención de procedimientos ingeniosos que superarán el inconveniente que suponen las cortas distancias terrestres en...