optica

OPTICA GEOMÉTRICA
1. INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA.- La parte de la Física que estudia la luz recibe el nombre de
óptica. La luz es el agente que impresiona el sentido de la vista, de aquí que, siendo este sentido el
que principalmente nos pone en comunicación con el exterior, la óptica tenga una gran importancia
y sean numerosas sus aplicaciones.
La luz estaba considerada, hasta la mitad del sigloXVII como una corriente de corpúsculos.
Cristhian Huygens fue el primero en afirmar que la luz era una onda: suponía que era un
movimiento ondulatorio de tipo mecánico (como el sonido) que se propaga en un supuesto medio
elástico que llena todo y que se conocía con el nombre de éter.
El hecho real es que la luz parecía presentar características corpusculares al tiempo que
ondulatorias. James C.Maxwell, en 1873, contribuyó decisivamente a la teoría ondulatoria
demostrando que la luz no era otra cosa que una onda electromagnética. Modernamente se ha
visto que la dualidad onda-corpúsculo (Louis De Broglie) no se presenta sólo en la luz, sino que es
una ley general de la naturaleza de la que la materia también participa; este nuevo punto de vista
constituye la llamada Mecánica Cuántica,disciplina que agrupa, con una visión revolucionaria, no
sólo la mecánica, sino también a la electricidad y la óptica.
Ahora bien, la luz se forma cuando un electrón salta de un nivel energético mayor a uno menor, la
energía radiante que le sobra al electrón es lo que se denomina luz o sea fotones, los cuales se
manifiestan en forma de ondas electromagnéticas.
Aunque la luz, es sólo una pequeña porcióndel rango total de las ondas electromagnéticas, el
estudio de la luz se aplica a la totalidad de la radiación electromagnética.
ROJO (7X 10 -7m)

VIOLETA (4X 10 -7m)

LUZ

ONDAS DE RADIO
INFRAROJO
Y TV
MICROONDAS

ULTRAVIO
LETA

RAYOS X

RAD

4

10
f(hz)
f(hz)

8

10

14

10

16

10

18

10

22

10

Los cuerpos que emiten luz se denominan luminiscentes o luminosos, los que la reflejan se llamaniluminados. El sol, una vela encendida son luminiscentes, la luna, una hoja son cuerpos iluminados.
La luz viaja en línea recta como lo demuestran las sombras y los eclipses, con una velocidad de
300.000 km/s en el aire o en el vacío.
De acuerdo, pues, con lo indicado, el estudio de la óptica se puede dividir en tres partes:
1. Óptica geométrica. Utiliza el método de los rayos luminosos.
2. Ópticafísica. Trata la luz considerada como un movimiento ondulatorio.
3. Óptica cuántica. Se refiere a las interacciones entre la luz y las partículas atómicas.
2. RAYOS LUMINOSOS.-El concepto básico con que opera la óptica geométrica es el de rayo
luminoso, que, como veremos, da sólo una descripción aproximada del camino que la luz sigue en
el espacio, pero para muchos fines prácticos esa aproximación essuficiente.
El sol constituye una buena fuente de rayos paralelos de luz; también es posible obtener en el
laboratorio una fuente de rayos paralelos, empleando diafragmas con cortes muy delgados.
Desde el punto de vista geométrico, podemos considerar como fuente de rayos paralelos a
cualquier fuente luminosa situada en el infinito. En efecto, considerando que el ángulo que forman
los rayosparalelos es de cero grados y observando que, a medida que una fuente luminosa se

aleja de nosotros, los rayos extremos que de ella nos llegan vienen con un ángulo cada vez menor,
debemos concluir que si una fuente está en el infinito los rayos luminosos que provienen de ella
llegarán paralelos.
El infinito, en este caso, no tiene un sentido estricto; si así fuese, las afirmaciones que hemos
hechocarecerían de sentido básico. Aquí el infinito significa a una distancia suficientemente
grande. Como ejemplo, pensemos que para una fuente tan extensa como el Sol, basta su distancia
a la Tierra para que los rayos luminosos que de él provienen sean prácticamente paralelos.
Otra característica importante de los rayos luminosos es que son independientes de su trayectoria.
Con esto se quiere decir...