Optica Geometrica 1

FISICA
Óptica Geométrica

Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Buenos Aires

ÓPTICA GEOMÉTRICA
La óptica es la parte de la Física que se ocupa del estudio de ciertos fenómenos en los que interviene
la luz y que pueden ser explicados mediante un modelo puramente geométrico, sin aventurar hipótesis sustanciales en relación con su estructura. Los dos fenómenos básicos que se estudianen la
óptica geométrica son la reflexión y la refracción de la luz.
Haremos referencia a ellos más adelante.

Según el modelo geométrico, utilizado para explicar estos fenómenos, la luz está constituida por
rayos rectilíneos. Los cuerpos desde donde salen los rayos de luz se denominan fuentes. Las fuentes
pueden clasificarse se acuerdo al origen de la luz o bien considerando sus dimensiones:
a)de acuerdo al origen de la luz
- primarias: producen su propia luz
- secundarias: son iluminadas por otras fuentes y devuelven parte de la luz que reciben

b) de acuerdo a sus dimensiones
- puntuales: tienen dimensiones despreciables en comparación con las distancias que las separan de los cuerpos que iluminan
- extensas: sus dimensiones son comparables con las distancias que las separan de loscuerpos que iluminan

En general, los rayos luminosos tienen principio (un punto de la fuente) y fin (un punto de algún
cuerpo que encuentren en su camino). No obstante ello, es posible considerar la recta de propagación
para cualquier rayo de luz. Como su nombre lo indica, se trata de una recta que lo incluye.

RECTA DE PROPAGACIÓN
FUENTE
OBSTÁCULO

Todo conjunto de rayos luminosos recibe el nombrede haz de luz. Los haces luminosos adoptan
distintos nombres según cómo estén distribuidos en ellos los rayos. De este modo tendremos:

- haces de rayos paralelos: cuando las rectas de propagación de los rayos que los forman son paralelas

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- haces homocéntricos: cuando las rectas de propagación de todos sus rayos concurren en un
mismo punto. Por su parte, los haces homocéntricos puedenser
- convergentes: cuando son homocéntricos y sus rayos se dirigen hacia un punto
- divergentes: cuando son homocéntricos y sus rayos parecen salir desde un mismo punto.

HAZ HOMOCÉNTRICO
CONVERGENTE

HAZ HOMOCÉNTRICO
DIVERGENTE

La óptica geométrica se basa en siete principios que hacen referencia a la propagación de la luz, a
los haces de luz, a la reflexión y a la refracción. Ellos son:
1º)Principio de propagación rectilínea: la luz se propaga en línea recta en los medios isótropos y
homogéneos.
Medios isótropos son aquellos en los que la velocidad de la luz es la misma independientemente de la dirección en la que se propague; homogéneos son aquellos medios
que tienen idénticas propiedades intensivas en todos sus puntos.
2º) Principio de independencia de las partes que forman un haz:si se interrumpe la marcha de
algunos rayos de un haz mediante un cuerpo opaco, el resto de los rayos sigue su marcha sin
experimentar cambio alguno.
3º) Principio de independencia de los haces de luz: la marcha de un haz de luz no se ve afectada por
la presencia de otros haces que se superpongan con él en alguna región del espacio.
4º) Principio de reversibilidad: el camino seguido por los rayosluminosos no cambia si se supone
inverso su sentido de propagación.
5º) Principio de Fermat: el camino que sigue un rayo luminoso para pasar de un punto a otro del
espacio es el que menos tiempo le insume. Cuando hay más de un camino posible es porque todos
requieren el mismo tiempo.
6º) Leyes de la reflexión –que mencionaremos al hacer referencia a este tema7º) Leyes de la refracción –a las quenos referiremos en la segunda parte de este material-

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REFLEXIÓN DE LA LUZ
La reflexión es el fenómeno en el cual la luz llega a la superficie de un cuerpo y no la atraviesa sino
que retorna al medio por el que se estaba propagando antes de haber llegado a ella.

La reflexión puede ser especular o difusa. La
especular se produce en las superficies brillantes, lisas y bien pulidas; la...