Metrologia

a) Óptica

Una de las motivaciones para escribir este artículo surgió de observar que en el proceso de formación, los estudiantes de la licenciatura en física de algunas universidades no cuentan con una idea clara sobre las diferentes ramas de la física y sus alcances. En un momento dado esto puede llegar a ser importante, pues el estudiante al conocer desde sus inicios la estructura general de un área de la física le puedeser de gran utilidad ya que obtiene una idea más clara de sus futuros estudios o bien puede involucrarse tempranamente con actividades de investigación. Este artículo pretende dar un panorama de la óptica y sus aplicaciones, no solo a los estudiantes, sino a la comunidad en general que no está involucrada en esta área de especialidad.

El estudio de la Física concierne a dos grandes áreas, la Física Teórica y la Física Experimental, ambos estudios no son excluyentes. Dentro de las ramas de la Física teórico-experimental encontramos a la óptica. La óptica es la parte de la física que se encarga del estudio de la luz. Es la ciencia de la luz, es decir, del rango de longitudes de onda electromagnética que pueden ser percibida por el ojo humano (entre 380 y 780 nm), y en rangos cerca de esos extremos, hasta 244nm por un extremo (UV cercano) y 1600nm por el otro (IR Cercano), ver figura 1. La óptica también tiene que ver con la generación, propagación, interacción y detección de la "luz".

 Comunicaciones Opticas: en este grupo de aplicaciones se utiliza a la luz como portadora de información y se usan sistemas ópticos para la transmisión y recepción de señales, ver figura 5. Los temas relacionados con esta área de aplicaciones son: cristales especiales, fibras ópticas, detectores, fuentes de luz (láseres), procesamiento de señales, holografía, óptica no lineal, entre otros. Una aplicación importante de la óptica en comunicaciones, es el empleo de fibra óptica para el envió de información a través de lo que conocemos como "internet".

 Metrología Optica: tienen que ver con el monitoreo de parámetros físicos, usando sistemas y métodos de no contacto, utilizando luz, lo cual lleva a realizar pruebas no destructivas. Los temas relacionados con este polo de aplicaciones son: sistemas ópticos, polarización, interferencia, emisión de la luz, detectores de luz, procesamiento de imágenes, etc. La metrología óptica ha tenido un gran impacto en la solución de problemas industriales y de ingeniería, igualmente se han implementado técnicas de monitoreo en el área médica, ver figuras 6a y 6b.

 Optica de Frontera: investiga fenómenos relacionados con radiación luminosa de alta potencia, la rápida detección y transmisión de información generada con luz, nuevos materiales ópticos, fuentes de radiación y detección luminosa, como ejemplo véase las figuras 7a y 7b. Temas relacionados: coherencia, óptica cuántica, fibras fotónicas, óptica no lineal, etc. Las aplicaciones derivadas de estos estudios se reflejan en la aparición de nuevos tipos de láseres o bien en el perfeccionamiento de los ya existentes. Estas investigaciones también permiten el empleo de nuevos materiales para aplicaciones diversas como en las comunicaciones y sensores ópticos. La comprensión de nuevos fenómenos en este campo son empleados para mejorar la solución de algunos problemas ya existentes y para solucionar algunos otros que habían sido considerados con anterioridad.

La óptica ha estado presente desde siempre y ha evolucionado desde los inicios de la ciencia. La óptica es una rama de la física y está estrechamente relacionada con otras áreas de investigación de la propia física. Sus avances y contribuciones ya son imprescindibles para nuestra vida cotidiana. La Física de la Optica se encuentra en la comprensión los fenómenos relacionados con la generación, propagación, interacción y detección de la "luz". Se pueden identificar tres áreas de aplicaciones de la óptica, Instrumentación, Comunicaciones y Metrología, así como un área más de soporte y generación de nuevos conocimientos: la Optica de Frontera.

b) DESCOMPOSICION DE LA LUZ.

En óptica, un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y descomponer la luz en los colores del arco iris. Generalmente, estos objetos tienen la forma de un prisma triangular, de ahí su nombre. En geometría, un prisma es un poliedro limitado por dos polígonos iguales y paralelos llamados bases y varios paralelogramos llamados caras laterales.

Tipos

 Los prismas reflectivos son los que únicamente reflejan la luz. Como son más fáciles de elaborar que los espejos, se utilizan en instrumentos ÓPTICOS como los prismáticos, los monoculares y otros.

 Los prismas dispersivos son usados para descomponer la luz en el espectro del arcoíris, porque el índice de refracción depende de la frecuencia (ver dispersión);

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