Optica

UNIDAD III
OPTICA

La óptica es la parte de la física que estudia el comportamiento de la luz

3.1. NATURALEZA DE LA LUZ
Hasta mediados del siglo XVII se creía que la luz estaba formada por corpúsculos que eran emitidos por los focos luminosos como el sol, que viajaban atravesando los objetos transparentes, estimulando el sentido de la vista al entrar en el ojo.
1660.- Huygens demostróque las leyes de la óptica podían explicarse; en la suposición de que la luz tenía naturaleza ondulatoria
1827.- Young, Fresnel y posteriormente Foucault mostraron la inconveniencia de la teoría corpuscular.
1873.- Maxwell afirma que: “La naturaleza de la luz debe ser la misma de las ondas electromagnéticas”
1888.- Hertz demostró la teoría de Maxwell
1905.- Einstein planteó la teoría energética.La luz (del latín, 'lux, lucis') es el agente físico que hace visibles los objetos. Claridad que irradian los cuerpos en combustión, ignición o incandescencia.
En términos físicos, la luz es una onda electromagnética capaz de ser percibida por el ojo humano y cuya frecuencia determina el color. En términos generales, el espectro electromagnético abarca:


Dominio
Onda ElectromagnéticaLongitud de onda
Eléctrico
Ondas de radio
1000 m ~ 0,5 m

Microondas
50 cm ~ 0,05 cm

Infrarrojo lejano
0,5 mm ~ 0,03 mm

Infrarrojo cercano
30 mm ~ 0,72 mm
Visible
Luz visible
720 nm ~ 400 nm

Ultra violeta
400 nm ~ 200 nm

Extremo ultravioleta
2000 Å ~ 500 Å
Alta Energía
Rayos X
500 Å ~ 1 Å

Rayos Gamma
1 Å ~ 0,01 Å


La velocidad de la luz en el vacío, según laTeoría de la Relatividad de Einstein, es una constante para todos los observadores y se representa mediante la letra c (del latín celeritas). Su valor se asigna arbitrariamente y, a partir de él, se obtienen patrones para la medida del tiempo y del espacio. En el Sistema Internacional de Unidades se toma el valor:
c = 299.792.458 m/seg

3.2. REFLEXIÓN DE LA LUZ Y FORMACIÓN DE IMÁGENES

LEYES DE LAREFLEXION.

Se llama ángulo de incidencia el formado por el rayo incidente y la normal a La superficie
en el punto de incidencia. Angulo de reflexión es el que forman el rayo reflejado y la normal.

Las leyes de la reflexión son:
1) el rayo incidente, el reflejado y la normal a la superficie están en un mismo plano
2) el ángulo de incidencia es igual al de reflexión.3.2.1 ESPEJO PLANO.
Proporciona una imagen derecha, virtual, del mismo tamaño que el objeto, y simétrica del objeto con respecto al espejo.


3.2.2 ESPEJOS ESFERICOS

El foco principal de un espejo esférico es el punto F por el cual pasan los rayos reflejados de un haz paralelo al eje XX y próximo a él. En los espejos cóncavos el foco es real y en los convexos virtual. Elfoco de un espejo esférico está situado sobre su eje principal XX a una distancia del espejo igual a la mitad del radio de curvatura.

Espejo Cóncavo



Espejo Convexo


Los espejos cóncavos producen una imagen real e invertida de aquellos objetos situados entre el infinito y el foco principal. Si el objeto se encuentra entre el foco principal y el espejo, la imagen es virtual, derecha yde mayor tamaño que el objeto.
Los espejos convexos producen una imagen virtual derecha y de menor tamaño que el objeto.

ECUACION FUNDAMENTAL DE LOS ESPEJOS. En los espejos esféricos, convexos o cóncavos, se verifica:



Siendo:
p = distancia del objeto al espejo
q = distancia de la imagen al espejo
r = radio de curvatura del espejo
f = distancia focal del espejo = 2r

p espositivo cuando el objeto está delante del espejo.
q es positivo cuando la imagen es real, por ejemplo, cuando está delante del espejo.
q es negativa cuando la imagen es virtual, por ejemplo, cuando está detrás del espejo.
r y f son positivos en un espejo cóncavo y negativos en uno convexo.

TAMAÑO DE LA IMAGEN
La relación entre el tamaño de la imagen en un espejo, cóncavo o convexo, y el...