OPTICA GEOMETRICA

OPTICA GEOMETRICA

La óptica (del griego optomai, ver) es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio de la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción, la formación de imágenes y la interacción de la luz con la materia. Estudia la luz, es decir como se comporta la luz ante la materia.la óptica geométrica parte de las leyes fenomenológicas de Snell (o Descartes según otras fuentes) de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para la obtención de las fórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.

La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz. Cuando estos rayos inciden sobre otros cuerpos pueden ser absorbidos, reflejados o desviados,

pero si penetran en el ojo estimularan el sentido de la vista.

Esta aproximación es llamada de la Eikonal y permite derivar la óptica geométrica a partir de las ecuaciones de Maxwell.

Formación de un arco iris por medio de la óptica geométrica

La estructura de un gran número de instrumentos ópticos se basa en la hipótesis de que los rayos luminosos se propagan en línea recta en los medios homogéneos y experimentan reflexión y refracción en las superficies que los separan. La parte de Física que se estudia la teoría de estos instrumentos se llama Óptica geométrica.

La Óptica geométrica se basa en dos leyes: la ley de la reflexión y la ley de refracción de la luz. Pero estas dos leyes son insuficientes para explicar la totalidad de las cualidades de los instrumentos ópticos. En primer lugar, hay que tener en cuenta las correlaciones fotométricas para poder explicar la luminancia e iluminación de las imágenes. En segundo lugar, porque es necesario tomar en consideración los fenómenos de la interferencia y de la difracción de la luz que determinan los límites dentro de los cuales puede admitirse que la luz se propaga en línea recta.

Las ecuaciones de la óptica geométrica pueden ser aplicadas cuando un haz de luz se encuentra con obstáculos como espejos, lentes o prismas cuyo tamaño lateral sea mucho mayor que la longitud de onda de la luz. Si las condiciones de la óptica geométrica no se cumplen, no se puede describir el comportamiento de la luz mediante rayos,

sino es necesario considerar su naturaleza ondulatoria. En este caso tenemos

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