Optica e instrumentos opticos- fisica
Páginas: 20 (4918 palabras)
Publicado: 6 de mayo de 2011
INSTITUTO TECNOLOGICO DE CUAUTLA
TOPICOS DE FISICA
OPTICA GEOMETRICA E INSTRUMENTOS OPTICOS.
CAPITULO 34.
ING. ERNESTO CRUZ MATEOS
GRUPO A
SALON E11
EQUIPO 3
*AVILA ARAUJO ADRIAN
ROSEL CEDILLO IVAN
CANTOR MEXQUITITLA HUMBERTO
ROJAS MELGOZA JULIO CESAR
LA OPTICA GEOMETRICA.
La óptica geométrica parte de las leyes fenomenológicas de Snell (o Descartes segúnotras fuentes) de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para la obtención de las fórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.
La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación delcomportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz.
Esta aproximación es llamada de la EIKonal y permite derivar la óptica geométrica a partir de las ecuaciones de Maxwell.INSTRUMENTOS OPTICOS
Un instrumento óptico sirve para procesar ondas de luz con el fin de mejorar una imagen para su visualización, y para analizar las ondas de luz (o fotones) para determinar propiedades características.
Los primeros instrumentos ópticos fueron telescopios utilizados para la magnificación de imágenes (distantes), y microscopios utilizados para magnificar imágenes muypequeñas. Desde los días de Galileo y van Leeuwenhoek, estos instrumentos han sido mejorados ampliamente y se han extendido a otras porciones del espectro electromagnético.
Otra clase de instrumentos ópticos es utilizada para analizar las propiedades de la luz o de materiales ópticos. Entre ellos se incluyen:
▪ Interferómetro para medir la interferencia de las ondas de luz.
▪ Fotómetro paramedir la intensidad de la luz.
▪
▪ Polarímetro para medir la dispersión o rotación de luz polarizada.
▪ Reflectómetro para medir la reflectividad de la superficie de un objeto.
▪ Refractómetro para medir índice de refracción de varios materiales, inventado por Ernst Abbe.
REFLEXION Y REFRACCION DE UNA SUPERFICIE PLANA.
Cuando se divergen los rayos a través de un punto de objeto P yson reflejados o refractados, la dirección de los rayos salientes en la misma que si hubiesen divergido desde el punto P1 conocido como punto de imagen.
Si se convergen en la realidad P1 y se divergen de nuevo hacia allá de ese punto,
P1 es la imagen real de P; si solo parecen divergir a partir de P1, se trata de una imagen virtual. Las imágenes pueden ser derechas o invertidas.
Encualquier situación de refacción o reflexión , el aumento lateral m se define como la razón de la altura de la imagen y1 respecto a la altura del objeto y.
Cuando m es positivo, la imagen es derecha; cuando m es negativo, la imagen es invertida.
FORMACION DE IMÁGENES POR ESPEJOS PLANOS.
La formación de imágenes en los espejos son una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en lasuperficie del espejo. La óptica geométrica explica este familiar fenómeno suponiendo que los rayos luminosos cambian de dirección al llegar al espejo siguiendo las leyes de la reflexión.
Suponiendo un punto P, que emite o refleja la luz, y que está situado frente a un espejo, el punto simétrico respecto al espejo es el punto P'.
Desde este punto salen infinitos rayos que se reflejan en elespejo (cumplen las leyes de la reflexión) y divergen.
El ojo capta los rayos, y con la ayuda de la córnea y del cristalino (lentes), los hace converger en la retina. Al cerebro, al interpretarlos, parece que le llegan todos desde un punto P' situado detrás del espejo.
El punto P' es la imagen de P.
Para construir el esquema de la marcha de los rayos procedemos de la siguiente manera:
•...
TOPICOS DE FISICA
OPTICA GEOMETRICA E INSTRUMENTOS OPTICOS.
CAPITULO 34.
ING. ERNESTO CRUZ MATEOS
GRUPO A
SALON E11
EQUIPO 3
*AVILA ARAUJO ADRIAN
ROSEL CEDILLO IVAN
CANTOR MEXQUITITLA HUMBERTO
ROJAS MELGOZA JULIO CESAR
LA OPTICA GEOMETRICA.
La óptica geométrica parte de las leyes fenomenológicas de Snell (o Descartes segúnotras fuentes) de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para la obtención de las fórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.
La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación delcomportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz.
Esta aproximación es llamada de la EIKonal y permite derivar la óptica geométrica a partir de las ecuaciones de Maxwell.INSTRUMENTOS OPTICOS
Un instrumento óptico sirve para procesar ondas de luz con el fin de mejorar una imagen para su visualización, y para analizar las ondas de luz (o fotones) para determinar propiedades características.
Los primeros instrumentos ópticos fueron telescopios utilizados para la magnificación de imágenes (distantes), y microscopios utilizados para magnificar imágenes muypequeñas. Desde los días de Galileo y van Leeuwenhoek, estos instrumentos han sido mejorados ampliamente y se han extendido a otras porciones del espectro electromagnético.
Otra clase de instrumentos ópticos es utilizada para analizar las propiedades de la luz o de materiales ópticos. Entre ellos se incluyen:
▪ Interferómetro para medir la interferencia de las ondas de luz.
▪ Fotómetro paramedir la intensidad de la luz.
▪
▪ Polarímetro para medir la dispersión o rotación de luz polarizada.
▪ Reflectómetro para medir la reflectividad de la superficie de un objeto.
▪ Refractómetro para medir índice de refracción de varios materiales, inventado por Ernst Abbe.
REFLEXION Y REFRACCION DE UNA SUPERFICIE PLANA.
Cuando se divergen los rayos a través de un punto de objeto P yson reflejados o refractados, la dirección de los rayos salientes en la misma que si hubiesen divergido desde el punto P1 conocido como punto de imagen.
Si se convergen en la realidad P1 y se divergen de nuevo hacia allá de ese punto,
P1 es la imagen real de P; si solo parecen divergir a partir de P1, se trata de una imagen virtual. Las imágenes pueden ser derechas o invertidas.
Encualquier situación de refacción o reflexión , el aumento lateral m se define como la razón de la altura de la imagen y1 respecto a la altura del objeto y.
Cuando m es positivo, la imagen es derecha; cuando m es negativo, la imagen es invertida.
FORMACION DE IMÁGENES POR ESPEJOS PLANOS.
La formación de imágenes en los espejos son una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en lasuperficie del espejo. La óptica geométrica explica este familiar fenómeno suponiendo que los rayos luminosos cambian de dirección al llegar al espejo siguiendo las leyes de la reflexión.
Suponiendo un punto P, que emite o refleja la luz, y que está situado frente a un espejo, el punto simétrico respecto al espejo es el punto P'.
Desde este punto salen infinitos rayos que se reflejan en elespejo (cumplen las leyes de la reflexión) y divergen.
El ojo capta los rayos, y con la ayuda de la córnea y del cristalino (lentes), los hace converger en la retina. Al cerebro, al interpretarlos, parece que le llegan todos desde un punto P' situado detrás del espejo.
El punto P' es la imagen de P.
Para construir el esquema de la marcha de los rayos procedemos de la siguiente manera:
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