Yopororo

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
CECyT “WILFRIDO MASSIEU” No. 11
Academia de Física

GUIA DE TERCER DEPTAL.

OPTICA GEOMETRICA

Aún cuando todo tipo de luz se origina en una fuente de energía, por ejemplo, el Sol, una lámpara eléctrica o una vela encendida, la mayor parte de la luz que vemos en el mundo físico es el resultado de la luz reflejada. Aunque la reflexión puede interpretarse entérminos de la teoría ondulatoria electromagnética de Maxwell, es más sencillo describirla mediante el trazo de rayos. El tratamiento en forma de rayos se conoce generalmente como óptica geométrica, este campo de la óptica se ocupa de la aplicación de las leyes de reflexión y refracción de la luz al diseño de lentes y otros componentes de instrumentos ópticos.

Recordemos que los rayos de luz sonlíneas imaginarias trazadas en forma perpendicular a los frentes de onda que avanzan en la dirección de la propagación de la luz. El propósito de la teoría es solamente entender, o predecir, lo que ocurre a los rayos emitidos por los objetos cuando son interceptados por diversos objetos opacos, como en una cámara oscura, o desviados de su camino recto. Como para esto solamente es necesarioaplicar conocimientos de geometría a cada problema, el nombre de la teoría es óptica geométrica.

ESPEJOS
ESPEJOS PLANOS
Una superficie muy pulida que forma imágenes a causa de la reflexión especular de la luz se llama espejo. Los espejos que cuelgan de las paredes de nuestras casas son en general extendidos o planos. En todos los casos, la imagen parece estar a la misma distancia, detrás delespejo, que la distancia a la cual se encuentra colocado el objeto real delante del espejo. Como se muestra en la figura (1), las imágenes también aparecen invertidas en el sentido derecha-izquierda.
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Para comprender el proceso de la formación de imágenes en un espejo plano, consideremos primero la imagen I formada por los rayos emitidos desde el punto O en la figura (2). Se han trazado cuatrorayos luminosos que parten de la fuente puntual de luz. El rayo luminoso OV es reflejado sobre sí mismo por el espejo. Puesto que la luz reflejada parece haber recorrido la misma distancia que la luz incidente, la imagen se forma a una distancia igual, detrás del espejo, cuando se observa a lo largo de la normal a la superficie de reflexión. Cuando la luz reflejada se ve en el espejo desde ciertoángulo, la conclusión es la misma: la distancia de la imagen q es igual a la distancia del objeto p. Esto es cierto porque el ángulo θ es igual al ángulo θ'en la figura, por tanto, en un espejo plano, la distancia al objeto es igual en magnitud a la distancia a la imagen.
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Ahora consideremos la imagen formada por un espejo extendido, como se muestra en la figura (3). En el caso de un objetoextendido, se puede imaginar que esta formado por muchos objetos puntuales distribuidos de acuerdo a la forma y el tamaño del objeto. Cada punto del objeto tendrá una imagen puntual localizada a igual distancia atrás del espejo. Se deduce que la imagen tendrá el mismo tamaño y forma que el objeto, sin embargo la derecha y la izquierda estarán invertidas.
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Las imágenes formadas por elespejo plano son, producto de la reflexión de objetos reales. Las imágenes en sí mismas no son reales porque la luz no pasa a través de ellas. Así tenemos las siguientes definiciones:
Una imagen virtual es la que parece estar formada por luz que proviene de la imagen, pero que en realidad no es atravesada por ningún rayo de luz.
Una imagen real está formada por rayos de luz reales que la atraviesan.Las imágenes reales se pueden proyectar en una pantalla.
Puesto que las imágenes virtuales no se forman por rayos de luz reales, no se pueden proyectar en una pantalla.
Las imágenes reales no pueden formarse en un espejo plano debido a que la luz reflejada en una superficie plana diverge. Pero, si un espejo plano forma imágenes virtuales que no existen físicamente ¿Cómo es que podemos...