Fisica optica

TEMA 11: ÓPTICA GEOMÉTRICA

1. INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA GEOMÉTRICA
Las leyes sobre las que se estructuró la óptica geométrica son:
* Ley de propagación rectilínea de la luz
* Ley de independencia de los rayos luminosos. Establece que la acción de cada rayo es independiente de la de los demás.
* Ley de la reflexión y la refracción.
* Ley de reciprocidad. Establece que latrayectoria de un rayo que, partiendo de F, llega a un punto P por reflexión en O sería la misma que seguiría un rayo que partiera de P y se reflejara en dicho punto O. Este rayo, por consiguiente, pararía por F. Lo mismo es válido en el caso de la refracción.
Aproximación del rayo: El rayo es una construcción matemática que solo representa la dirección de propagación del flujo de energía radiante, demodo que el rayo es perpendicular a cada punto del frente de onda.
En óptica geométrica no consideramos los posibles efectos debidos a la difracción.

1.1. ¿De qué trata la óptica geométrica?
La óptica geométrica es la formación de imágenes por reflexión y refracción. Terminología:
* Objeto. Fuente de la que proceden los rayos luminosos, ya sea por luz propia o reflejada. Cada punto de lasuperficie del objeto será considerado como una fuente puntual de rayos divergentes.
* Imagen. Figura formada por el conjunto de puntos donde convergen los rayos que provienen de las fuentes puntuales del objeto tras su interacción con el sistema óptico. Puede ser:
* Real. Imagen formada con la intersección de los rayos refractados o reflejados (son convergentes)
* Virtual. Imagenformada en la intersección de las prolongaciones de los rayos refractados o reflejados.
* Polo, O. Vértice del sistema óptico de espejos planos. Punto donde corta el eje óptico con la superficie de separación.
*Consideramos en todos los casos que las superficies curvas son esféricas:
* Centro de curvatura, C. Es el centro geométrico de la esfera a la que corresponde la superficie del espejo olente. Tratándose de espejos planos, podemos considerar que el centro de curvatura se encuentra localizado en el infinito.
* Vértice, V. Es el punto de corte de la superficie esférica con el eje óptico.
* Radio de curvatura. Es la distancia que existe entre el centro de curvatura y el vértice.
* Eje óptico. Es el eje que une el objeto con el centro de curvatura de la lente o espejo, C,y con el centro del sistema óptico (lente o espejo).
* Sistema estigmático. Todos los rayos procedentes de un objeto se cortan en el mismo sitio produciendo una imagen
* Sistema óptico. Conjunto de superficies que separan medios transparentes, homogéneos e isótropos con distinto índice de refracción.
* Sistema óptico centrado. Sistema que tenga todas sus superficie concéntricas
*Dióptrio. Superficie de separación entre dos medios homogéneos e isótropos con índices de refracción distintos

1.2. Determinación de la naturaleza de la imagen
* Imagen virtual. (definición anterior)
* Imagen real. (definición anterior)
* Tamaño: AL es el aumento lateral, y2 el tamaño de la imagen e y1 es el tamaño del objeto.
AL=y2y1
Según esto, la imagen puede ser:
*Aumentada: AL>1
* Igual: AL=1
* Disminuida: AL<1
* Derecha. AL>0
* Invertida: AL<0

1.3. Tipos de rayos a lanzar
Lanzar únicamente dos de los tres:
* Rayo paralelo. Aquel paralelo al eje óptico en su viaje. Al dar con la superficie, pasa por el foco.
* Rayo radial. Aquel que pasa por O, en una superficie plana, o por C, en una superficie esférica. Al dar con lasuperficie, vuelve por el mismo camino.
* Rayo focal. (de comprobación) Aquel que pasa por el foco. Al dar con la superficie, se desvía paralelamente.

1.4. Criterio de signos

2. ÓPTICA DE LA REFLEXIÓN. ESPEJOS PLANOS Y ESFÉRICOS.
La óptica por reflexión son imágenes en sistemas de espejos planos y en espejos esféricos (cóncavos o convexos)

2.1. Espejos planos
S1: distancia polo-objeto...