optica

4.1.- Naturaleza de la luz. Mediciones de la velocidad de la luz

La óptica es la parte de la física que estudia la luz y los fenómenos relacionados con ella, y su estudio comienza cuando el hombre intenta explicarse el fenómeno de la visión.
La velocidad de la luz en el vacío es por definición una constante universal de valor 299.792.458 m/s (aproximadamente186.282,397 millas/s) (sueleaproximarse a 3·108 m/s), o lo que es lo mismo 9,46·1015 m/año; la segunda cifra es la usada para definir al intervalo llamado año luz.
Se simboliza con la letra c, proveniente del latín celéritās (en español celeridad o rapidez), y también es conocida como la constante de Einstein.
El valor de la velocidad de la luz en el vacío fue incluido oficialmente en el Sistema Internacional de Unidades comoconstante el 21 de octubre de 1983, pasando así el metro a ser una unidad derivada de esta constante.
La rapidez a través de un medio que no sea el "vacío" depende de su permitividad eléctrica, de su permeabilidad magnética, y otras características electromagnéticas. En medios materiales, esta velocidad es inferior a "c" y queda codificada en el índice de refracción. En modificaciones del vacíomás sutiles, como espacios curvos, efecto Casimir, poblaciones térmicas o presencia de campos externos, la velocidad de la luz depende de la densidad de energía de ese vacío.

4.2.- Óptica Geométrica
En física, la óptica geométrica parte de las leyes fenomenológicas de Snell de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para la obtención de lasfórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes , 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 del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda usada; ellopermite 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 algunas de las ecuaciones de Maxwell.

4.2.1 Reflexión y refracción de la luz.
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solose produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refraccióndistintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda señalada.
Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando la luz atraviesa capasde aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

4.2.2 Principio de Huygens.
El principio de Huygens es un método deanálisis aplicado a los problemas de propagación de ondas. Puede enunciarse así:
Todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden.
Esta visión de la propagación de las ondas ayuda a entender mejor los fenómenosde difracción, reflexión y la refracción de las ondas.
Por ejemplo, si dos cuartos están conectados por una puerta abierta y se produce un sonido en una esquina lejana de uno de ellos, una persona en el otro cuarto oirá el sonido como si se originara en el umbral. Por lo que se refiere el segundo cuarto, el aire que vibra en el umbral es la fuente del sonido.
Lo mismo ocurre para la luz al...