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OPTICA

TEORIAS DE LA NATURALEZA DE LA LUZ

TEORIA CORPOSCULAR

(NEWTON)

la luz está compuesta por una serie de corpúsculos o partículas emitidos por los manantiales luminosos, los cuales se propagan en línea recta y que pueden atravesar medios transparentes, y pueden ser reflejados por materias opacas.

TEORIA ONDULATORIA

(HUYGENS)

explica las leyes de la reflexión y la refracción , define la luz como un movimientoondulatorio del mismo tipo que el sonido. supone que las ondas luminosas necesitan para propagarse un medio ideal, el ETER, presente tanto en el vacío como en los cuerpos materiales.

ETER

Existe, pues, una contradicción en la naturaleza del éter, ya que por un lado debe ser un sólido incompresible y por otro no debe oponer resistencia al movimiento de los cuerpos.

TEORIA ELECTROMAGNETICA (MAXWELL)

Descubre que la perturbación del campo electromagnético puede propagarse en el espacio a una velocidad que coincide con la de la luz en el vacío, equiparando por tanto las ondas electromagnéticas con las ondas luminosas.

Veinte años después Hertz comprueba que las ondas hertzianas de origen electromagnético tienen las mismas propiedades que las ondas luminosas, estableciendo definitivamente la identidad de ambos fenómenos.

No se da explicación a:

Fenómenos por absorción o emisión.

Fenómenos fotoeléctricos.

Emisión de luz por cuerpos incandescentes.

TEORIA DE LOS CUANTOS

(PLANCK)

establece que los intercambios de energía entre la materia y la luz, solo son posibles por cantidades finitas.

Esta teoría tropieza con el inconveniente de no poder explicar los fenómenos de tipo ondulatorio

MECANICA ONDULATORIA

(DE BROGLIE)

Esta teoría establece así la naturaleza corpuscular de la luz en su interacción con la materia (procesos de emisión y absorción)y la naturaleza electromagnética en su propagación.

ESPEJOS

un espejo es cualquier superficie lisa y pulida capaz de reflejar los rayos de luz que llegan a él. El espejo refleja la luz haciendo que los rayos varíen su trayectoria y formando imágenes.

ESPEJO PLANO

es una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (o superior) .

ESPEJO ESFERICO

espejo cuya superficie reflectante es curva, la cual puede ser convexa o cóncava.

s'=−s

Donde s y s' son las distancias del objeto y la imagen respectivamente al origen O, situado en el vértice óptico. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro ( m ). Según el criterio DIN de signos, que usamos, son negativas cuando están delante del espejo y positivos detrás

Variables de la ecuación fundamental

La ecuación de los espejos planos establece, como se aprecia en la figura, que s y s' son iguales pero de signo contrario. De ahí, que y = y'

focos

Si observas el desarrollo para espejos esféricos, y aplicamos que R = ∞ , podemos decir: En los espejos planos no tiene sentido hablar de focos como puntos reales del plano. Cualquier rayo que incida en el espejo paralelo al eje óptico, se reflejará y continuará paralelo al eje óptico. Podemos, decir, por tanto, que la distancia focal f es infinito

Aumento lateral

El aumento lateral o transversal en los espejos planos siempre es uno. Esto significa que la imagen siempre tiene el mismo tamaño que el objeto.

AL=1

1/s'+1/s=2/R

s , s' : Son las distancias del objeto y la imagen respectivamente al origen O, situado en el vértice óptico. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro ( m ). Según el criterio DIN de signos, que usamos, son negativas cuando están delante del espejo y positivos detrás

R : Es el radio de curvatura del espejo esférico. Su unidad de medida en el S.I. es el metro ( m ). Según el criterio DIN:

Espejo convexo → R > 0.

Espejo cóncavo → R < 0.

Focos

es el punto en el que debe colocarse un objeto para que su imagen se forme en el infinito. También es el punto en el que convergen los rayos de un objeto que está en el infinito.

La distancia del foco al origen del sistema óptico se denomina distancia focal y se denota por f. Se relaciona con el radio del espejo, R, según:

f=R/2

aumento lateral

relación entre la altura de esta, y' , y la altura del propio objeto, y. En el caso del espejo esférico su valor se puede calcular como:

AL=y'/y=−s'/s

se trata de una magnitud adimensional que te va a permitir determinar la altura de la imagen a partir de la del objeto original, o viceversa.

Si |AL| > 1 , el tamaño de la imagen es mayor que el del objeto

Si |AL| < 1 , el tamaño de la imagen es menor que el del objeto

Si AL > 0 , la imagen es derecha

Si AL < 0 , la imagen está invertida

Formacion de imagenes

se utilizan los rayos principales:

Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que parte de la parte superior del objeto. Después de refractarse pasa por el foco imagen.

Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual se refracta de manera que sale paralelo . Después de refractarse pasa por el foco imagen.

Rayo radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura del dioptrio. Este rayo no se refracta y continúa en la mismas dirección ya que el ángulo de incidencia es igual a cero.

LENTES

es un dispositivo óptico transmisor que enfoca o dispersa un haz de luz por medio de la refracción.​

convexas

concavo

están curvadas hacia dentro. La luz que atraviesa una lente cóncava se desvía hacia fuera (diverge). A diferencia de las lentes convexas, que producen imágenes reales, las cóncavas sólo producen imágenes virtuales, es decir, imágenes de las que parecen proceder los rayos de luz.

Las lentes Plano Convexas son las lentes más simples para enfocar rayos paralelos de luz en un punto. Se aplican en sistemas láser, iluminación y otras especificaciones. Las lentes cóncavo convexas o menisco convergente tiene ambas caras curvas. Tiene una longitud focal positiva o negativa.

En este tipo de lentes la luz se desvía de forma tal que la imagen se produce del mismo lado que el objeto al que se lo está viendo, pero en un tamaño mucho menor. Los rayos cuando se refractan en estas lentes divergen.

1/0+1/f=1/i

en donde se usa la convención de signos cartesianos. La ecuación de lentes se expresa a veces en forma Newtoniana. La derivación de la forma Gausiana procede de la geometría del triángulo. Para una lente delgada, la potencia de lente p es la suma de las potencias de cada superficie. Para lentes mas gruesas se puede usar la ecuación de Gullstrand para obtener la potencia total equivalente.