ÓPTICA

¿QUÉ ES LA LUZ?

La luz emitida por las fuentes luminosas es capaz de viajar a través de materia o en ausencia de ella, aunque no todos los medios permiten que la luz se propague a su través. Desde este punto de vista, las diferentes sustancias materiales se pueden clasificar en opacas, transparentes y traslucidas. Aunque la luz es incapaz de traspasar las opacas, puede atravesar las otras. Las sustancias transparentes tienen, además, la propiedad de que la luz sigue en su interior una sola dirección. Este es el caso del agua, el vidrio o el aire. En cambio, en las traslucidas la luz se dispersa, lo que da lugar a que a través de ellas no se puedan ver las imágenes con nitidez. El papel vegetal o el cristal esmerilado constituyen algunos ejemplos de objetos traslúcidos.

En un medio que además de ser transparente sea homogéneo, Es decir, que mantenga propiedades idénticas en cualquier punto del mismo, la luz se propaga en línea recta. Esta característica, conocida desde la antigüedad, constituye una ley fundamental de la óptica geométrica. Dado que la luz se propaga en línea recta, para estudiar los fenómenos ópticos de forma sencilla, se acude a algunas simplificaciones útiles. Así, las fuentes luminosas se consideran puntuales, esto es, como si estuvieran concentradas en un punto, del cual emergen rayos de luz o líneas rectas que representan las direcciones de propagación. Un conjunto de rayos que parten de una misma fuente se denomina haz. Cuando la fuente se encuentra muy alejada del punto de observación, a efectos prácticos, los haces se consideran formados por rayos paralelos. Si por el contrario la fuente está próxima la forma del haz es cónica.

¿CÓMO SE PROPAGA LA LUZ?

La luz se puede propagar en el vacío o en otros medios. La velocidad a la que se propaga depende del medio. En el vacío (o en el aire) es de 3·108 m/s; en cualquier otro medio su valor es menor. Esta velocidad viene dada por una magnitud llamada índice de refracción.

El índice de refracción ( ) de un medio material se define como el cociente de la velocidad de la luz en el vacío ( ) y la velocidad de la luz en el medio ( ).

¿QUÉ ES LA REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN DE LA LUZ?

Reflexión: es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando choca con un objeto y "rebota"

La reflexión de la luz hace posible que veamos objetos que no emiten luz propia. En la reflexión podemos señalar los siguientes elementos:

- Rayo incidente: Es el rayo de luz que incide en la superficie

- Rayo reflejado: Es el rayo que sale de la superficie

- Normal: es la línea imaginaria perpendicular a la superficie

- Ángulo de incidencia (i) es el ángulo que forman el rayo incidente y la normal

- Ángulo de reflexión (r) es el ángulo que forman la normal y el rayo reflejado.

En la Reflexión existen 2 leyes:

- Primera ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano.

- Segunda ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Según las superficies en que incidan los rayos luminosos, la reflejo puede ser especular o difusa.

- Reflexión especular: Cuando las superficies son pulidas, los rayos luminosos se reflejan en una sola dirección y de forma ordenada. Por ello se forman imágenes que parecen copias de los objetos.

- Reflexión difusa: Se produce cuando las superficies son irregulares. En este caso, los rayos luminosos se reflejan en todas direcciones, lo que no permite la formación de imágenes.

Refracción: es el cambio de dirección que sufre la luz cuando pasa de una sustancia transparente a otra. Ejemplo, el aire, a otro, como el agua. Los rayos de luz que cambian de dirección se llaman rayos refractados.

Así como en la reflexión, en la refracción existen 2 leyes:

- Primera ley: El rayo incidente, la normal y el refractado se encuentran en un mismo plano.

- Segunda ley: Si un rayo incidente pasa de un medio a otro de mayor densidad, el rayo refractado se acerca a la normal. Pero, si pasa a otro de menor densidad, el rayo refractado se aleja de la normal.

En toda refracción podemos distinguir los siguientes elementos:

- Rayo incidente: es el rayo que incide sobre la superficie de ambos medios en forma oblicua.

- Rayo refractado: es el rayo que atraviesa el medio y cambia su dirección y velocidad.

- Normal: es la línea imaginaria perpendicular a la superficie

- Ángulo de incidencia (i). Es el ángulo que forman el rayo incidente y la normal.

-Ángulo de refracción (r). Es el ángulo que forman la normal y el rayo refractado.

¿QUÉ ES UN LENTE, CÓMO SE DIVIDEN Y CÓMO FUNCIONAN?

Una lente es un sistema óptico centrado formado por 2 dioptrios (sistema óptico formado por una sola superficie que separa los medios de distinto índice de refracción) de los cuales uno, por lo menos, acostumbra a ser esférico, y dos medios externo que limitan la lente y tienen el mismo índice de refracción.

Si el grosor del lente es despreciable, comparándolo con los radios de curvatura de las caras que la forman, recibe el nombre de lente delgada.

Desde el punto de vista óptico cada cara es un dioptrio. De acuerdo a su forma se dividen en:

• LENTES CONVERGENTES: Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. A este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la lente se conoce como distancia focal (f).

Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y también para la corrección de la hipermetropía. Las personas hipermétropes no ven bien de cerca y tienen que alejarse los objetos. Una posible causa de la hipermetropía es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imágenes se formarían con nitidez por detrás de la retina.

• LENTES DIVERGENTES: Si las lentes son más gruesas por los bordes

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