unida de fisica

3.1 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 las trayectorias 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 delos objetos que la luz encuentra a su paso.

Para estudiar la posición de una imagen con respecto a un objeto se utilizan las siguientes definiciones:
Eje óptico. Eje de abscisas perpendicular al plano refractor. El sentido positivo se toma a la derecha al plano refractor, que es el sentido de avance de la luz.





Espacio objeto. Espacio que queda a la izquierda del dioptrio.Espacio imagen. Espacio que queda a la derecha del dioptrio.


Imagen real  e imagen virtual. A pesar del carácter ficticio de una imagen se dice que una imagen es real si está formada por dos rayos refractados convergentes. Una imagen real se debe observar en una pantalla. Se dice que es virtual si se toma por las prolongaciones de dos rayos refractados divergentes.





Dos puntosinteresantes del eje óptico son el foco objeto y el foco imagen:

Foco objeto. Punto F del eje óptico cuya imagen se encuentra en el infinito del espacio imagen.


Foco imagen. Punto F´ del eje óptico que es la imagen de un punto del infinito del espacio objeto.  

 La construcción de imágenes es muy sencilla si se utilizan los rayos principales:





Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje ópticoque parte de la parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen.

Ejemplo
Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual se refracta de manera que sale paralelo. Después de refractarse pasa por el foco imagen.

Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura deldioptrio. Este rayo no se refracta y continúa en la mismas dirección ya que el ángulo de incidencia es igual a cero.

                          
Reflexión y refracción de la luz
Para explicar este fenómeno debemos primero expresar que: Espejo es toda superficie pulimentada, por ejemplo una lámina de cristal, la superficie de un lago en reposo, etc...

Cuando la luz incide sobre un cuerpo,éste la devuelve al medio en mayor o menor proporción según sus propias características. Este fenómeno se llama reflexión y gracias a él podemos ver las cosas.

En la fig. Izquierda tienes un esquema de reflexión especular. Al tratarse de una superficie lisa, los rayos reflejados son paralelos, es decir tienen la misma dirección.


En el caso de la fig. Derecha la reflexión difusa los rayos sonreflejados en distintas direcciones debido a la rugosidad de la superficie
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 elrayo incidente coincide con la normal, el rayo se refleja sobre sí mismo.


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.





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 incidenciay el seno del ángulo de refracción es 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...