Optica

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. GUZMAN

FISICA
Unidad 6 OPTICA
6.1 Naturaleza de la luz. 6.2 Leyes de la óptica. 6.3 Óptica geométrica 6.4 Reflexión y Refracción 6.5 Inferencias de ondasluminosas.
Zulma Alejandra Nieto Gonzalez.

INTRODUCCIÓN
La óptica es la parte de la física que estudia la luz y los fenómenos relacionados con ella, y su estudio comienza cuando el hombre intenta explicarse el fenómeno de la visión.
Diferentes teorías se han ido desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz hasta llegar al conocimiento actual.
¿Qué es la luz?. Los sabios de todaslas épocas han tratado de responder a esta pregunta. Los griegos suponían que la luz emanaba de los objetos, y era algo así como un "espectro" de los mismos, extraordinariamente sutil, que al llegar al ojo del observador le permitía verlo.
De esta manera los griegos y los egipcios se abocaron a la solución de estos problemas sin encontrar respuestas adecuadas. Posteriormente en la Europa del S.XV al XVII, con los avances realizados por la ciencia y la técnica, surgieron muchos matemáticos y filósofos que produjeron importantes trabajos sobre la luz y los fenómenos luminosos.
Es Newton el que formula la primera hipótesis seria sobre la naturaleza de la luz.

NATURALEZA DE LA LUZ
La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o comouna partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios (véase Dualidad onda corpúsculo). Sin embargo, para obtener un estudio claro y conciso de su naturaleza, podemos clasificar los distintos fenómenos en los que participa según su interpretación teórica:
TEORÍA ONDULATORIA
Esta teoría, desarrollada por Christiaan Huygens, considera que la luz es una ondaelectromagnética, consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generando a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos eléctricos variables generan campos magnéticos (ley de Ampère) y los campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de Faraday). De esta forma, la onda se autopropaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándosecontinuamente. Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, con los campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación .

Vista lateral (izquierda) de una onda electromagnética a lo largo de un instante y vista frontal (derecha) de la misma en un momento determinado. De color rojo se representa el campo magnético y de azul el eléctrico.
Para poderdescribir una onda electromagnética podemos utilizar los parámetros habituales de cualquier onda:
* Amplitud (A): Es la longitud máxima respecto a la posición de equilibrio que alcanza la onda en su desplazamiento.
* Periodo (T): Es el tiempo necesario para el paso de dos máximos o mínimos sucesivos por un punto fijo en el espacio.
* Frecuencia (ν): Número de oscilaciones del campo por unidadde tiempo. Es una cantidad inversa al periodo.
* Longitud de onda (λ): Es la distancia lineal entre dos puntos equivalentes de ondas sucesivas.
* Velocidad de propagación (V): Es la distancia que recorre la onda en una unidad de tiempo. En el caso de la velocidad de propagación de la luz en el vacío, se representa con la letra c.
La velocidad, la frecuencia, el periodo y la longitud deonda están relacionadas por las siguientes ecuaciones:

TEORÍA CORPUSCULAR
La teoría corpuscular estudia la luz como si se tratase de un torrente de partículas sin carga y sin masa llamadas fotones, capaces de portar todas las formas de radiación electromagnética. Esta interpretación resurgió debido a que, la luz, en sus interacciones con la materia, intercambia energía sólo en cantidades...