Óptica Física

Óptica física

La  parte  de la  física que estudia la  luz  recibe  el  nombre  de  óptica.
La luz   estaba  considerada,  hasta  la  mitad  del  siglo  XVII  como  una  corriente  de  corpúsculos. 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  que la  luz  parecía  presentar    características  corpusculares  al  tiempo   que  ondulatorias.

Maxwel, en 1873, contribuyo decisivamente la teoría ondulatoria demostrando que la luz no era otra cosa que una onda electromagnética. Modernamente  se  ha  visto  que  la  dualidad  onda-corpúsculo    no se  presenta  sólo en la luz, sino  que  es  una  ley  general   de   la naturaleza  de  que  la  materia  también  participa;  éste  nuevo  punto  de  vista  constituye la  llamada  Mecánica  Cuántica ,  disciplina  que  agrupa,  con una  visión  revolucionaria,  no  solo  la  mecánica,  sino  también   a  la  electricidad  y  la  óptica.

El estudio  de  la  óptica  se  puede  dividir  en  tres partes:

1.  OPTICA  GEOMÉTRICA.  Utiliza  el  método  de  los  rayos  luminosos.
2.  OPTICA  FÍSICA. Trata  la luz  considerada  como  un  movimiento ondulatorio.
3.  OPTICA  CUANTICA. Se refiere  a las  interacciones  entre  luz  y las  partículas  atómicas. Aquí  nos  limitaremos  a las  dos  primeras  partes   y  apenas esbozaremos  algunos  aspectos  de  la  tercera.

Estos fenómenosson:
Difracción: es la capacidad de las ondas para cambiar la dirección alrededor de obstáculos en su trayectoria, esto se debe a la propiedad que tienen las ondas de generar nuevos frentes de onda.
Polarización: es la propiedad por la cual uno o más de los múltiples planos en que vibran las ondas de luz se filtra impidiendo su paso. Esto produce efectos como eliminación de brillos.

ÓPTICAFÍSICA

Estudia la velocidad , la naturaleza y las características de la luz explicando algunos fenómenos que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo. Estos fenómenos son:

Difracción: es la capacidad de las ondas para cambiar la dirección alrededor de obstáculos en su trayectoria, esto se debe a la propiedad que tienen las ondas de generar nuevos frentes de onda.
Polarización: es lapropiedad por la cual uno o más de los múltiples planos en que vibran las ondas de luz se filtra impidiendo su paso. Esto produce efectos como eliminación de brillos.
    
Si no considerásemos la luz como una onda electromagnética, nos sería imposible explicar los fenómenos de interferencia, dispersión, difracción y la polarización de la luz. La parte de la Óptica que estudia estos fenómenos sedenomina Óptica Física.

Hemos dicho que la luz es una onda electromagnética; si recordamos las ondas mecánicas, advertiremos que una de las condiciones fundamentales para que se produzca un diagrama de interferencias es que las fuentes de donde proceden las ondas sean coherentes, esto es, que emitan en fase o que su diferencia de fase sea constante; de no ocurrir esto, las líneas nodales deldiagrama se desplazarían continuamente y no llegaría a observarse el diagrama, ya que el ojo humano es incapaz de seguir estas fluctuaciones.

La solución al problema de la coherencia la consiguió Young,  utilizando dos haces de un mismo foco luminoso. En efecto, consideremos un frente de onda, al que hacemos pasar por dos ranuras sumamente estrechas (del orden de una longitud de onda) y próximas.Es sabido que, en este caso, cada ranura se comporta como una fuente puntual de acuerdo con el principio de Huygens y, como el frente de onda que llega a ambas ranuras es el mismo, es evidente que las dos fuentes asi obtenidas están en fase.

En la fig. 2.1.8 hacemos un estudio de la interferencia de las ondas luminosas que pasan a través de dos rendijas. En la fig. 2.1.8 A aparece primero...