PROPIEDADES ÓPTICAS Y MATERIALES SUPERCONDUCTORES

PROPIEDADES ÓPTICAS Y
MATERIALES
SUPERCONDUCTORES
INTEGRANTES:
• GONZALES RUIZ EDGAR MANUEL
• MURO SOSA CLAUDIA ELIZABETH
• SANTISTEBAN DAMIAN FRANKZ

INTRODUCCIÓN
Las
propiedades
ópticas
de
materiales
desempeñan un papel importante en gran parte
de la alta tecnología de la actualidad . En este
capítulo se examinarán primero algunos de los
fundamentos de la refracción, reflexión y
absorción deluz en algunas clases de materiales.
En la parte de fibras ópticas de este capítulo, se
examinará cómo el desarrollo de las fibras
ópticas de pérdida luminosa baja ha llevado al
surgimiento de nuevos sistemas de comunicación
por fibra óptica.

LA LUZ Y EL ESPECTRO
ELECTROMAGNÉTICO
La
   luz visible es una forma de radiación electromagnética, con
longitudes de onda que se extienden desde 0.40 a0.75 μm . La luz
visible contiene bandas de colores que van del violeta hasta el
rojo, como se muestra en la escala aumentada.
La región ultravioleta cubre el intervalo desde casi 0.01 hasta
alrededor de 0.40 μm, y la región infrarroja se extiende desde más
o menos 0.75 hasta 1000 μm.
La energía E, longitud de onda , y frecuencia v de los fotones se
relacionan mediante la ecuación fundamental
E =hv =
donde h es la constante de Planck (6.62 × 10−34 J · s) y c es la
velocidad de la luz en el vacío
(3.00 × 108 m/s). Estas ecuaciones permiten considerar al fotón
como una partícula de energía E o como una onda con una
longitud de onda y frecuencia específicas.

REFRACCIÓN DE LA LUZ
Índice de refracción
Cuando los fotones de luz se transmiten a través de un
material transparente, pierden algode energía, y como
resultado, la velocidad de la luz se reduce y el haz
luminoso cambia de dirección. La velocidad relativa de
la luz que pasa a través de un medio se expresa
mediante la propiedad óptica denominada índice de
refracción n. El valor de n de un medio se define como
el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío, c, y la
velocidad de la luz en el medio considerado.

Refracciónde un haz luminoso cuando éste se transmite
desde el vacío (aire) a través de vidrio de sosa-cal-sílice.

Ley de Snell de la refracción
de la luz
Los índices refractivos de la luz que pasa de un medio de índice
de refracción n a otro medio de índice dfe refracción n′, se
relacionan con el ángulo incidente φ y el ángulo de refracción φ′
mediante la relación
n/n′= sen φ’ / sen φ
Cuando la luz pasade un medio con un alto índice de refracción
a otro con índice de refracción bajo, existe un ángulo de
incidencia crítico φc, el cual, si se incrementa, originará la
reflexión
total interna de la luz . Este ángulo φc se define en φ′
(refracción) = 90°.

ABSORCIÓN, TRANSMISIÓN Y
REFLEXIÓN DE LA LUZ
Todo material absorbe luz hasta cierto grado debido a la interacción
de fotones de luz con laestructura electrónica y de enlace de los
átomos, iones o moléculas que conforman al material (absorción).
La fracción de la luz transmitida por un material particular depende
entonces de la cantidad de luz reflejada y absorbida por el mismo.
Para una longitud de onda particular λ, la suma de las fracciones de
la luz incidente entrante con la reflejada, absorbida y transmitida,
es igual a 1:
( fracciónreflejada )λ + ( fracción absorbida ) λ + ( fracción
transmitida ) λ = 1
A continuación se considerará cómo varían estas fracciones en

Metales

Los metales reflejan y/o absorben intensamente la radiación
incidente desde longitudes de ondas largas (ondas de radio)
hasta la mitad del intervalo ultravioleta. Luego de descender
hasta los niveles de energía inferiores, las energías de los
fotonesson bajas y sus longitudes de onda largas. Este tipo de
acción produce haces luminosos intensamente reflejados desde
una superficie lisa, como se observa en muchos metales como
el oro y la plata. La cantidad de energía absorbida por los
metales depende de la estructura electrónica de cada uno. Por
ejemplo, con el cobre y el oro hay una mayor absorción de las
longitudes de onda cortas del azul y el...