ESPEJOS PLANOS Y ESFERICOS

A lo largo de la Historia las ideas sobre la naturaleza de la luz y de las distintas radiaciones han ido cambiando. En la antigüedad (Grecia), apenas se describen los fenómenos, dando explicaciones a veces místicas, nada científicas. Los árabes (Al-Hazen, sobre el s. XI), describen los fenómenos de reflexión y refracción, pero poco más. En la primera mitad del s. XVII se describen las leyes experimentales (refracción, por Snell, en 1621).
1. Teoría ondulatoria
  1. Teoría corpuscular:
    1. La teoría corpuscular estudia la luz como si se tratase de un torrente de partículas sin carga y sin masa llamadas fotones, capaces de transportar todas las formas de radiación electromagnética. Esta interpretación resurgió debido a que, la luz, en sus interacciones con la materia, intercambia energía solo en cantidades discretas (múltiplos de un valor mínimo) de energía denominadas cuantos. Este hecho es difícil de combinar con la idea de que la energía de la luz se emita en forma de ondas, pero es fácilmente visualizado en términos de corpúsculos de luz o fotones.
      1. Radioondas: Son ondas electromagnéticas producidas por circuitos eléctricos. Su longitud de onda está comprendida entre 10 km y 10 cm. Se emplean en radiodifusión y telecomunicaciones
        Microondas. Son producidas por vibraciones de moléculas. Su longitud de onda está comprendida entre 10 cm y 10-4 m. Se emplean en radioastronomía, comunicaciones (radar, maser).
        Rayos infrarrojos. Son producidas en los cuerpos calientes y son debidas a oscilaciones de átomos. Su longitud de onda oscila entre 10-4 m y 7500 Å (1Å=10-10 m). Se emplean en la industria y en medicina (termoterapia).
        Luz visible: Son producidas por oscilaciones de los electrones más externos del átomo. Su longitud de onda va de 7500 Å a 4000 Å . Son percibidas por nuestra retina. Se emplean en la visión, láser, etc.
        Rayos ultravioletas: Son producidas por oscilaciones de los electrones más internos. Su longitud de onda está comprendida entre 4000 Å y 30 Å . Se emplean en medicina, por su poder ionizante. Son los responsables de las quemaduras por el sol y de la aparición del cáncer de piel. El Sol es un poderoso emisor de rayos ultravioleta.
        Rayos X: Son producidos por oscilaciones de los electrones próximos al núcleo. Su longitud de onda es del orden de 30 Å - 0,4 Å . Se utilizan en la industria, en medicina (radiografías y radioterapia). Son peligrosos para los tejidos debido a su poder energético.
        Rayos gamma (γ): Son producidos por oscilaciones nucleares, en los fenómenos radiactivos y en reacciones nucleares. Tienen una longitud de onda del orden de 10-5 Å. Tienen un gran poder de penetración, lo que hace que sean nocivos para los seres vivos.
      2. OPTICA
        Óptica Geométrica: Óptica geométrica es la parte de la física que trata, a partir de representaciones geométricas, de los cambios de dirección que experimentan los rayos luminosos en los distintos fenómenos de reflexión y refracción. Sistema óptico (S.O.): Conjunto de superficies, planas o esféricas, que separan medios transparentes, homogéneos e isótropos de distinto índice de refracción que son atravesados por rayos luminosos. El sistema óptico puede ser simple o compuesto.
        Consta de:
        Eje óptico: Es el eje de simetría del sistema óptico. Centro de curvatura (C): centro de la superficie en el caso de que sea esférica. Radio de curvatura (R): Radio de la superficie esférica. Vértice o centro óptico (O): Punto de intersección del sistema óptico con el eje óptico. Objeto (A): Punto o conjunto de puntos de los que queremos calcular imagen a través del S.O.
        Imagen (A’): Punto o conjunto de puntos que son imagen de un objeto. Puede ser: • Imagen real (A’): es el punto de convergencia de todos los rayos procedentes de un punto A, tras atravesar el dioptrio (con distancia imagen positiva) • Imagen virtual (A’): es el punto de convergencia formado por las prolongaciones de los rayos que traspasan el sistema óptico (con distancia imagen negativa), cuando estos se refractan divergentes y no se juntan en ningún punto. • Imagen derecha: imagen cuyo aumento lateral es positivo. Está en el mismo lado del eje que el objeto • Imagen invertida: imagen cuyo aumento lateral es negativo. Está en el lado opuesto del eje
        Foco Objeto (F): Punto situado en el eje óptico cuya imagen está en el infinito. Foco Imagen (F’): Punto situado en el eje óptico cuyo objeto está en el infinito. Aumento lateral (AL): Relación entre el tamaño de la imagen y el tamaño del objeto.
        Para construir la imagen basta con trazar dos de los rayos siguientes a partir del punto objeto A.
        ✓ El rayo paralelo: incide paralelamente al eje óptico y una vez refractado, pasa por el foco imagen. ✓ El rayo Focal: Pasa por el foco objeto F y después de la refracción, emerge paralelamente al eje óptico. ✓ El rayo radial: pasa por el centro de curvatura C y no experimenta desviación alguna, puesto que es paralelo a la normal del dioptrio. ✓ El rayo del centro óptico: pasa por el vértice y no sufre alguna desviación.
  2. Fue idea del físico holandés C. Huygens. La luz se propaga mediante ondas mecánicas emitidas por un foco luminoso. 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.
    1. La luz se propaga como una onda mecánica longitudinal. Necesita un medio ideal, el éter. • Propagación rectilínea debido a que la frecuencia de la luz es muy alta. • Los colores se deben a diferentes frecuencias. • La luz debe experimentar fenómenos de interferencia y difracción, característicos de las ondas. • Su velocidad será menor en medios más densos. Inconvenientes: Al ser una onda mecánica, necesita de un medio material para poder propagarse por el espacio entre el Sol y la Tierra. Este medio teórico, ideal, que nadie había observado, se le llamó éter y debía de tener extrañas propiedades: mucho más rígido que el vidrio y, sin embargo, no oponer ninguna resistencia al movimiento de los planetas. Hasta esa fecha no se habían observado interferencias o difracción en la luz.

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