Optica

UNIDAD I
ÓPTICA

La óptica es la parte de la física que estudia los fenómenos de la luz. Se divide en tres ramas:
Óptica Geométrica: estudia la naturaleza particular de la luz.
Óptica Física: se ocupa de la naturaleza ondulatoria.
Óptica Cuántica: estudia la interacción de la luz con átomos y moléculas.

La Luz
Consiste en radiación electromagnética teniendo características departícula y ondulatorias. La luz se genera como una forma de energía a partir de una transición electrónica en el átomo de una sustancia.

Propagación de la luz
La luz en un medio homogéneo se propaga en línea recta, cosntituyendo un haz de rayos luminosos. La velocidad de propagación de la luz en el vacío es de 320.000 km/seg.

Fuentes luminosas
Son todos aquellos cuerpos que emiten radiaciónluminosa. Pueden ser naturales como el sol y las estrellas, o artificiales como las lámpara, velas, etc.

Fuente Puntual
Es una fuente luminosa cuyas dimensiones son muy pequeñas respecto de la distancia que la separa de los objetos iluminados, como por ejemplo las estrellas.

FOTOMETRÍA
La fotometría es la parte de la física que se ocupa de las intensidades de las fuentes luminosas y susefectos. Nuestra experiencia nos permite deducir algunos principios básicos:
- un objeto se halla iluminado cuando recibe luz (salvo que sea una fuente de luz).
- nuestra visión nos permite realizar una análisis comparativo entre dos objetos más o menos iluminados.
- un objeto recibe más luz cuanto más cerca está de la fuente.

Podemos afirmar que dos fuentes luminosas poseen igualintensidad cuando, dispuestas sobre un objeto en las mismas condiciones de distancia y ángulo de incidencia, iluminan de la misma manera a dicho objeto.

Leyes de la Fotometría
La iluminación producida sobre una superficie es directamente proporcional a la intensidad del foco e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

L = I / d2

Cabe destacar que para que todos los puntos dedicha superficie estén igualmente iluminados, el tamaño de ésta debe ser pequeño; asimismo la fuente debe ser lo suficientemente pequeña para ser considerada puntual.

Supongamos que dos fuentes puntuales inciden sobre una misma pantalla provocando igual iluminación, entonces:


Cuando dos fuentes luminosas producen igual iluminación sobre una misma pantalla, las intensidades de cada una deellas son directamente proporcionales al cuadrado de las distancias entre las fuentes y la pantalla.

Unidades
De acuerdo con las leyes de la fotometría, la unidad de iluminación resulta del cociente entre las unidades de intensidad y el cuadrado de las unidades de longitud (distancia). Debemos pues definir en primer lugar la unidades de intensidad:

Unidades de Intensidad:
Paradeterminar las unidades de intensidad se utiliza como parámetro de referencia un metal en fusión, pues la luz emitida en el punto de fusión es constante al igual que su temperatura.
Candela (cd): intensidad luminosa de una abertura de 1/60 cm2, perpendicular a la dirección de iluminación, por la radiación de platino a la temperatura de solidificación.
Violle : unidad de intensidad luminosa producidapor una superficie de 1 cm2 de platino al estado de fusión.
La equivalencia entre estas dos unidades vistas es:
1cd = 1/20 violle
También se utiliza a veces una unidad antigua, la bujía decimal (bd) cuyo valor es aproximadamente igual al de la candela ( 1 cd = 0.9743 bd).

Unidades de Iluminación:
Violle-centímetro: unidad de iluminación producida por un violle colocado a 1 cm de unapantalla dispuesta en dirección perpendicular a los rayos incidentes.
Lux ( lx): unidad de iluminación producida por una fuente de 1 bujía decimal ( o candela) colocada a 1 metro de una pantalla normal a la dirección en que inciden.
1 lx = 1 cd / m2
Por ejemplo, para la lectura normal de un libro la iluminación mínima debe ser de 50 lx, para trabajos de precisión debe ser de 400 lx. Asimismo,...