optica geometrica

Fundamentos básicos de la óptica

Sensación luminosa – fuentes de luz
El sentido de la vista nos pone en comunicación con el medio exterior, proporcionándonos sensaciones de formas, color, distancia de los objetos, etc. Por la acción que ejercen en nuestros ojos ciertas radiaciones que son emitidas o reflejadas por los cuerpos.
El primer concepto al que nos conduce la intuición es que setrata de algo que se posa sobre los objetos y nos da la información del mismo modo que sucede cuando una o más se apoya sobre los objetos para transmitirnos las sensaciones táctiles. En realidad el camino es inverso, sino veríamos en la oscuridad por el simple hecho de tener los ojos abiertos.
Existen cuerpos que llamamos FUENTES LUMINOSAS o MANANTIALES DE LUZ, que producen o emiten radiacionescapaces de impresionar nuestro sentido de la vista.
Si la fuente produce esa luz como el sol se llama CUERPO LUMINOSO o FUENTE PRIMARIA.
Si en cambio, emite la luz recibida, como la luna, se le llama CUERPO ILUMINADO o FUENTE SECUNDARIA.
La oscuridad es la ausencia de la luz, falta de impresión luminosa.
Una fuente puntual es aquella cuyas dimensiones son despreciables respecto a la distancia quelas separa de los objetos iluminados, por ejemplo una estrella es una fuente puntual para un observador terrestre. En el caso contrario de que sus dimensiones no sean despreciables respecto a la distancia que las separa de los objetos iluminados nos encontramos frente a una fuente extensa.
Una fuente puede ser monocromática o simple si la luz emitida es de un solo color, o también puede serpolicromática o compuesta si resulta de la superposición de varios colores (como la luz blanca).
Si la luz puede atravesar un medio y los objetos iluminados se ven nítidamente, el medio se llama transparente, si los objetos se observan sin nitidez, el medio es traslucido. Se los llama cuerpos opacos a aquellos que al alcanzarlo un rayo de luz, a través de él no quedan rastros de ninguna impresiónlumínica.

Propagación rectilínea de la luz
Los rayos de luz son semirrectos orientados que representan gráficamente la dirección y sentido de la propagación de la luz. Un conjunto de rayos que pasan por un punto constituye un haz de luz, y dependiendo de su dirección y sentido pueden ser divergentes (a), convergentes (b) o paralelos (c).


Todo cuerpo iluminado por una fuente puntual proyectauna sombra que, sobre una pantalla normal a la dirección media de los rayos, es una figura semejante a la que forma el contorno del cuerpo, es decir, una esfera proyectara una sombra circular. Esto no permite deducir que los rayos se propagan en línea recta en un medio homogéneo y transparente.

Si la fuente fuera extensa, quedan diferenciadas tres zonas, una de ellas es la zona de sombra, a lacual no llegan los rayos provenientes de ningún punto de la fuente. Otra es la zona de luz, a la que llegan rayos de todos los puntos de fuente, y la tercera es la zona de penumbra, a la que solo llegan rayos luminosos de una parte de la fuente, pues los del resto son detenidos por el cuerpo opaco.

La propagación rectilínea de la luz se cumple siempre que los objetos interpuestos no seanexcesivamente pequeños, pues se producen fenómenos de difracción, y en este caso, sería necesario abandonar la hipótesis de la propagación rectilínea de la luz.

Óptica geométrica

El conjunto de fenómenos que constituyen el objeto de la óptica puede separarse en dos grupos: por un lado aquellos fenómenos en que solo interesa la radiación luminosa como rayo rectilíneo en cada medio homogéneo, sinhipótesis sobre su naturaleza, modo de propagación u origen. Esta es conocida como óptica geométrica.
La otra parte está constituida por el estudio de aquellos parámetros que se refieren a las características de la fuente, o a la velocidad y naturaleza de la radiación lumínica. Esta otra es la óptica física, y se caracteriza por tener un punto de vista más centrado en la naturaleza de la luz...