Unidad 2 Optica Geometrica

ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ

ÓPTICA
GEOMÉTRICA
APUNTE TEÓRICO

ÓPTICA GEOMÉTRICA 1
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ

ÓPTICA
La palabra óptica deriva del griego y significa ver. La óptica es la ciencia que trata de las
propiedades, de la naturaleza de la luz y de sus interacciones con la materia
Para nuestro estudio podemos decir que la luz:
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Es una onda electromagnética
Es visible en algunosrangos al ojo humano
Se propaga en el vacío con una velocidad constante de aproximadamente 3 x 108
m/s
Esta velocidad es un límite que impone la naturaleza y no puede ser superado
Las diferentes frecuencias de la luz son captadas por el ojo y distinguidas por su
color
El rango de frecuencias en que se define la lu es 4,3 x 1014 Hz a 7,5 x 1014 Hz

Los objetos se pueden clasificar de acuerdo a sucomportamiento frente a la luz como:
o
o
o
o

Cuerpos luminosos: Son emisores de luz
Cuerpos transparentes: son los que dejan ver los objetos a su través (el vidrio)
Cuerpos traslúcidos: son los que son atravesados por la luz, pero no permiten ver
los objetos a través de ellos (un papel)
Cuerpos opacos: los que no se dejan atravesar por la luz (una gruesa lámina de
madera)

El estudio de la Óptica sedivide en tres partes: Óptica Geométrica, la Óptica Física y la
Óptica cuántica.
ˉ
ˉ
ˉ

ÓPTICA GEOMÉTRICA: Estudia la luz independientemente de su naturaleza, se
ocupa de los instrumentos ópticos
ÓPTICA FÍSICA: estudia la luz desde el punto de vista de su naturaleza ondulatoria
ÓPTICA CUÁNTICA: analiza las interacciones de la luz y las partículas atómicas,
requiere el empleo de la mecánicacuántica

Podríamos decir que estas tres partes de la Óptica corresponden a un análisis
macroscópico, microscópico y atómico respectivamente, limitándonos claramente su campo de
aplicación.
Vamos a estudiar la Óptica Geométrica suponiendo la existencia de lo que llamaremos
«rayos luminosos» y basándonos en la «teoría de la emisión».

ÓPTICA GEOMÉTRICA 2
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DEFINICIONES
RAYO LUMINOSOes una trayectoria (línea geométrica) que sigue la luz al ir de un foco
luminoso a un receptor, su dirección coincide con la de propagación de la energía radiante
Imaginemos un foco puntual (punto luminoso) (Fig. 2.1), emisor de luz en todas las
direcciones; si ante él colocamos una lámina opaca con un orificio
(DIAFRAGMA) de superficie A, habremos seleccionado lo que
llamaremos:
HAZ LUMINOSO:radiaciones luminosas transmitidas en el
interior de una figura que tiene por vértice el punto luminoso y está
limitada por una abertura de dimensión considerable en relación
con la longitud de onda de las radiaciones que componen la luz.

Figura 2.1 – Haz Luminoso

REFLEXIÓN: es el retorno de la luz por el mismo medio en que se
propagaba, al llegar a la superficie de separación de dos sustanciasdistintas». Se llama ÁNGULO DE INCIDENCIA () el que forma el rayo
incidente (IS) y la normal (SN) a la superficie. Se llama ÁNGULO DE
REFLEXIÓN (′) el que forma el rayo reflejado (SR) y la normal (SN) (Fig.
2.2).
REFRACCIÓN: es el cambio de velocidad que experimenta la luz al
Figura 2.2 – Reflexión
pasar de un medio a otro. Este cambio de velocidad se
manifiesta por una variación en la direcciónde propagación, en todos los
casos, excepto cuando el rayo incidente es normal a la superficie de
separación de los medios. ÁNGULOS DE INCIDENCIA () y de REFRACCIÓN (′)
son los formados por los rayos incidente (I ) y refractado (R), con la normal
(N) a la superficie en el punto de incidencia (S) (Fig.2.3).
Figura 2.3 – Refracción

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EL MODELO DE RAYOSEN OPTICA GEOMÉTRICA
En óptica geométrica se utiliza un modelo de rayos, es decir
de líneas rectas en la dirección de propagación de una única onda.
El modelo de rayos es independiente de la naturaleza de la luz.
FRENTE DE ONDAS: Un conjunto de rayos luminosos puede
ser considerado un frente de ondas
¿Qué sucede cuando el frente de ondas se encuentra con
una abertura?

Figura 2.4 – Frente de...