Optica

Naturaleza la luz
Una de las más interesantes cuestiones de la historia de la ciencia fue la determinación de la naturaleza de la luz. Las primeras hipótesis científicas surgieron simultáneamente a principios del siglo XVIII
Teoría corpuscular Newton (1642-1726) propuso que la luz está compuesta por diminutas partículas materiales emitidas a gran velocidad en línea recta por cuerpos luminosos.La dirección de propagación de estas partículas recibe el nombre de rayo luminoso.
Teoría ondulatoria Fue idea del físico holandés C. Huygens. La luz se propaga mediante ondas mecánicas. La luz para propagarse necesitaba un medio material de gran elasticidad, impalpable que todo lo llena, incluyendo el vacío, puesto que la luz también se propaga en él. A este medio se le llamó éter.
El granprestigio de Newton y el hecho de que en la luz no se observaran los fenómenos característicos de las ondas como la difracción, hizo que su teoría corpuscular fuese aceptada durante más de un siglo.
A principios del siglo XIX los experimentos de Thomas Young y Augustín Fresnel sobre interferencias y difracción revalorizaron la teoría ondulatoria de la luz.
La teoría ondulatoria de la luz culminó en1860 cuando James Clerk Maxwell pu¬blicó su teoría del electromagnetismo. Esta teoría proporcionó una ecuación de onda que predecía la existencia de ondas electromagnéticas consistentes en campos eléctricos y magnéticos oscilatorios perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Los cálculos mostraban que estas ondas se propagaban con una ve¬locidad igual alvalor medido experimentalmente para la luz, lo que hizo sugerir a Maxwell que la propia luz era una onda electromagnética.
Teoría corpuscular de la luz de Einstein
Cuando, en 1887, Hertz confirmó experimentalmente la teoría de Maxwell, también observó un nuevo fenómeno, el efecto fotoeléctrico, que sólo puede explicarse con un modelo de partículas para la luz. Einstein en 1905 introdujo la ideade que la luz está formada por un haz de pequeños "paquetes" indivisibles de energía o cuantos de energía, también llamados fotones.
Naturaleza dual de la luz
En la actualidad se considera que la luz tiene una doble naturaleza, corpuscular y ondulatoria. Manifiesta su carácter corpuscular al interaccionar con la materia y su carácter de onda al propagarse.
Reflexión de la luz
Cuando la luzincide sobre la superficie límite que separa dos medios, parte se refleja y parte entra en el segundo medio.

 El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie se encuentran en el mismo plano.
 El ángulo de incidencia (θi) y el de reflexión (θr) son iguales:
θi = θr
Reflexión de la luz
Refracción de la luz.
Índice de refracción
Cuando la luz se propaga por un mediotransparente distinto del vacío, lo hace siempre a velocidad menor.
Se denomina índice de refracción, n, de un medio transparente a la relación entre la velocidad de la luz en el vacío, c, y la velocidad de la luz en el medio, v.
n = c/v
Como v < c, los índices de refracción de un medio transparente son siempre mayores que 1.
Cuando la luz pasa de un medio a otro, su frecuencia no cambia. Como lafrecuencia no varía y sí lo hace su velocidad, puesto que v = λ f, cabe concluir que la longitud de onda de la luz cambia al pasar a otro medio.
Ley de Snell
Consideremos dos medios caracterizados por índices de refracción n1 y n2. Los rayos de luz, al atravesar la superfície límite que los separa, cambian su dirección de propagación, se produce el fenómemo de la refraccón.
La ley de Snell nosrelaciona los ángulos que forman el rayo incidente (θ1) y el refractado (θ2) con la normal a la superficie de separación de los dos medios y sus índices de refracción.
n1 sen θ1 = n2 sen θ2
Refracción de la luz
Reflexión interna total
Para un rayo de luz que pasa de un medio a otro de menor índice de refracción existe un ángulo de incidencia limite a partir del cual la luz deja de atravesar la...