Óptica geométrica

PROPAGACIÓN RECTILÍNEA DE LA LUZ. FORMACIÓN DE IMÁGENES
POR REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
Conceptos previos y convenio de signos
Si la luz solar penetra por una pequeña abertura en un local oscuro, las partículas de
polvo iluminadas al paso de la luz ponen de manifiesto que ésta se propaga en línea
recta.
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De acuerdo con el principio de Fermat, el camino que la luz sigue entre dos
puntos esaquel en el que emplee el menor tiempo posible.

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Los rayos de luz son líneas perpendiculares a la superficie de onda, es decir, son
líneas rectas que nos indican la dirección en que se propaga la luz.

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Los rayos de luz tienen una trayectoria rectilínea siempre que el medio sea
homogéneo e isótropo, es decir, que tenga las mismas propiedades en todos los
puntos.

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Latrayectoria que siguen los rayos de luz es reversible, lo que quiere decir que
si la luz se propagara en sentido inverso recorrería el mismo camino.

La consecuencia de la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras
cuando el foco es puntual y de sombras y penumbras si no es puntual.
Fuente luminosa puntual: es aquella que se supone que es ínfimamente pequeña por
consiguientecualquier cuerpo opaco colocado entre la misma y una pantalla, además de
quedar en sombra parte del cuerpo, formará en la pantalla una sombra de igual forma al
cuerpo (si es una esfera formará un circulo) y tamaño proporcional a las distancia.

Fuente luminosa no puntual extensa: es aquella que tiene dimensiones geométricas a
considerar. Ahora gracias a que la fuente no es solo un punto, es un cuerpocon
dimensiones a tener en cuenta, cuando colocamos por ejemplo una esfera entre pantalla
y fuente se nos forman dos conos. De este modo se nos forman tres zonas: la sombra
propiamente dicha, la zona totalmente iluminada que recibe todos los rayos de luz y la
penumbra o faja angular comprendida entre las dos anteriores zonas.

Cámara oscura: este es el fundamento de la cámara fotográfica.Si en una caja cerrada
hacemos un orificio pequeño y colocamos un cuerpo luminoso delante, dentro de la caja
aparecerá la imagen del mismo invertida. Teniendo en cuenta la propagación rectilínea
de la luz, los rayos inclinados que llegan al orificio continúan su recorrido rectilíneo
formando una imagen invertida como se ve en la figura.
El orificio de las cámaras oscuras debe ser pequeñísimopara dar imágenes nítidas, pero
así se reduce la luminosidad de la imagen formada.

La formación de imágenes en espejos planos se explica exclusivamente con las leyes de
la reflexión.

El rayo que parte del objeto se refleja hasta el ojo, siguiendo las leyes de la reflexión.
Prolongando el rayo reflejado hasta donde corte con uno normal al espejo se obtiene la
imagen. La imagen, alformarse como prolongación de rayos es virtual.
Observa que el punto donde se encuentra el objeto O es simétrico con respecto a O´
debido a que el espejo es mediatriz del segmento OO´, por eso cuando nos acercamos a
un espejo la imagen del espejo parece también acercarse hacia nosotros.

Formación de imágenes por reflexión: Dioptrio
Un Dioptrio es el sistema formado por la superficie de separaciónde dos medios de
distinto índice de refracción. El caso mas general es el del dioptrio esférico, que
naturalmente es aquel en que la superficie de separación entre los medios es esférica, de
radio R.

Convenciones y definiciones:
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Los rayos se mueven de izquierda a derecha
s = La distancia del objeto al dioptrio. s´ = distancia del dioptrio a la imagen.
Losángulos de incidencia y refracción son positivos cuando se miden sobre la
normal por el camino mas corto.
Centro de curvatura (C). Es el centro de la esfera. En la figura es el punto C. Los
rayos que pasan por él no se desvían.
Centro del dioptrio o Polo (O). Es el vértice del casquete sobre el eje óptico,
donde se sitúa el origen del sistema de coordenadas. Las distancias medidas
hacia la...