Optica

INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA
1.1 COMPORTAMIENTO DUAL DE LA LUZ
La luz es emitida por sus fuentes en línea recta, y se difunde en una superficie cada vez mayor a medida que avanza; la luz por unidad de área disminuye según el cuadrado de la distancia. Cuando la luz incide sobre un objeto es absorbida o reflejada; la luz reflejada por una superficie rugosa se difunde en todas direcciones. Algunasfrecuencias se reflejan más que otras, y esto da a los objetos su color característico. Las superficies blancas difunden por igual todas las longitudes de onda, y las superficies negras absorben casi toda la luz. Por otra parte, para que la reflexión forme imágenes es necesaria una superficie muy pulida, como la de un espejo.

La definición de la naturaleza de la luz siempre ha sido un problemafundamental de la física. En las situaciones en que la luz presenta movimiento ondulatorio, la onda vibra perpendicular a la dirección de propagación; por eso, la luz puede polarizarse en dos ondas perpendiculares entre sí.

1.2 ÓPTICA GEOMÉTRICA
El estudio de las imágenes, producidas por refracción o por reflexión de la luz se llama óptica geométrica. La óptica geométrica se ocupa de lastrayectorias de los rayos luminosos, despreciando los efectos de la luz como movimiento ondulatorio, como las interferencias. Estos efectos se pueden despreciar cuando el tamaño la longitud de onda es muy pequeña en comparación de los objetos que la luz encuentra a su paso. 
1.2.1 PROPAGACIÓN RECTILÍNEA DE LA LUZ
La línea recta de propagación de la luz se denomina rayo luminoso. Se utilizan líneasrectas para representar las ondas luminosas y explicar la existencia de sombras, penumbras y eclipses.
Si colocamos delante de un foco luminoso extenso (luz de una linterna) un cuerpo opaco, observamos que detrás de él aparecen:
Zonas donde no llega ningún rayo de luz (zona de sombra).
Otras donde llegan solamente algunos rayos de luz (zona de penumbra).
Otras donde llegan todos los rayos de luz(zona iluminada).

1.2.2 INTENSIDAD LUMINOSA
La intensidad luminosa (luminous intensity) se corresponde con la intensidad radiante y su unidad de medida es la candela (cd). La intensidad luminosa permite evaluar cuanta parte del flujo luminoso de una fuente luminosa puntiforme se propaga en una determinada dirección dentro de un cono de ángulo sólido unitario (es decir, de un estereorradián) quetenga el vértice en la fuente de luz y como eje, la dirección de propagación.
La candela es una de las siete unidades básicas del Sistema Internacional y su definición oficial es: "La intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente luminosa que emita una radiación monocromática de frecuencia 540 terahercios y cuya intensidad radiada en esa dirección sea de 1/683 vatios porestereorradián".

1.2.3 LEYES DE LA REFLEXIÓN
Primera Ley: El rayo incidente (I), la normal (n) y el rayo reflejado (r) están en un mismo plano.
Segunda Ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión: i=r

Consecuencias de la Segunda Ley: Como es ángulo de incidencia resulta igual al de reflexión, se deduce que:
“Cuando el rayo incidente coincide con la normal, el rayo se refleja sobresi mismo.”

1.2.4 REFRACCIÓN DE LA LUZ
Refracción es el fenómeno por el cual un rayo luminoso sufre una desviación al atravesar dos medios transparentes de distinta densidad.

1.2.4.1 LEYES DE LA REFRACCIÓN
Primera Ley: El rayo incidente, el rayo refractado y la normal pertenecen al mismo plano.
Segunda Ley: La razón entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracciónes una constante - llamada índice de refracción - del segundo medio respecto del primero:
Sen i / sen r= nb/a
nb/a: índice de refracción Del medio B respecto Del medio A
El índice de refracción varía de acuerdo los medios:
-el agua respecto del aire es n=1,33
-el vidrio respecto del aire es n=1,5


En la figura 4 se muestra la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa varios medios con...