Temas De Fisica

LUZ & ONDAS ELECTROMAGNETICAS

Optica Geometrica: Compresion De la Vision y Formacion De imágenes En Espejos y Lentes Delgadas. Aplicaciones Al Estudio De Algunos Sistemas Opticos. Propagacion Rectilinea De La Luz. Formacion De Imágenes Por Reflexion y Refraccion.

La luz es una onda electromagnética que se propaga en línea recta, líneas a las que llamamos rayos. La óptica geométrica estudia el comportamiento de la luz aplicando el concepto de rayo. La formación de sombras y penumbras detrás de un cuerpo opaco nos indica que la luz se propaga en línea recta, sirviendo como ejemplo los eclipses de Sol y Luna.

En la reflexión, según la ley de Snell, el rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano; y el ángulo de incidencia es igual al de reflexión. Esto se cumple solo en caso de reflexión regular, es decir, sobre una superficie pulida.

En la refracción, según Snell, el rayo incidente, la normal y el rayo refractado están en el mismo plano; y además: senî/senr=n2/n1. De modo que si el rayo pasa a un medio más refringente el rayo se acerca a la normal. Se puede hablar de la invariante de refracción senîxn1.

ESPEJOS. FORMACIÓN DE IMÁGENES Y CARACTERÍSTICAS. APLICACIONES.

Para construir imágenes reflejadas de un espejo, basta con hallar la intersección de dos de sus rayos reflejados, se conocen tres trayectorias: un rayo paralelo al eje óptico que reflejado pasa por el foco, uno que pasa por el centro de la curvatura del espejo que se refleja en la misma dirección y uno que pasa por el foco y se refleja paralelo al eje óptico.

La imagen puede ser real o virtual, invertida o derecha y mayor o menor que el objeto. En el caso de los espejos convexos, siempre es virtual, derecha y de menor tamaño.

LENTES DELGADAS. FORMACIÓN DE IMÁGENES Y CARACTERÍSTICAS.

En las lentes delgadas podemos construir las imágenes conociendo al menos las trayectorias de dos rayos. Hay tres rayos de fácil trayectoria:

Uno paralelo al eje que se refracta hacia el foco imagen.

Uno que pase por el centro de la lente y que no se refracta.

Uno que pase por el foco objeto y se refracte paralelo al eje.

En las lentes convergentes, si el objeto está a mayor distancia de la lente que el doble de la distancia del foco objeto a la lente, la imagen es invertida y menor que el objeto. Si está a una distancia menor que el doble de la distancia del foco objeto a la lente, la imagen es invertida y mayor que el objeto. Si el objeto está sobre el foco objeto, no se forma imagen.

La imagen es real cuando la distancia imagen es positiva, y es virtual cuando ésta es negativa.

EL OJO. DEFECTOS GEOMÉTRICOS DE LA VISIÓN; CORRECCIÓN.

A través de la córnea entra la luz al ojo, regulada por el iris en la pupila. El cristalino enfoca la luz en la retina, en la mancha amarilla. Los músculos ciliares acomodan el ojo para enfocar en la retina objetos más cercanos o más lejanos, oscilando nuestra visión entre el punto próximo y el punto remoto, siempre que el ojo no tenga defectos como:

Miopía. Los objetos lejanos son enfocados delante de la retina por una mayor curvatura de córnea a un ojo mayor. Se corrige con lentes divergentes.

Hipermetropía. Inversamente a la miopía, los objetos cercanos son enfocados detrás de la retina por la poca curvatura de la córnea o el poco volumen del ojo. Se corrige con lentes convergentes.

Presbicia. Con la edad, los músculos ciliares se debilitan y el punto próximo se aleja. Se corrige con lentes convergentes.

Astigmatismo. Se debe a la falta de esferidad de la córnea u otros órganos. Se corrige con lentes cilíndricas.

Algunos defectos se pueden también corregir mediante lentes de contacto, o modificar la córnea mediante operaciones quirúrgicas.

Instrumentos ópticos (lupa, cámara fotográfica, proyector, anteojo, microscopio). NO

Las lentes también se usan para ver un objeto con mayor tamaño del real, Ml = s'/s.

Mayor será el aumento si se emplean dos o más lentes. Es el caso del microscopio, usado para aumentar objetos cercanos situados a distancia ligeramente mayor que la focal. El aumento es directamente proporcional a la distancia entre el foco imagen de la primera lente y el foco objeto de la segunda.

Controversia sobre la naturaleza de la luz: análisis de los modelos corpuscular y ondulatorio e influencia de los factores extra-científicos en su aceptación por la comunidad científica.

Modelo corpuscular; caracterización y evidencia experimental en apoyo de este modelo.

Esta teoría data de 1671 y es obra de Isaac Newton. Sostiene que la luz está formada por pequeñas partículas.

Explica la propagación rectilínea de la luz, las sombras, la propagación en el vacío y los fenómenos de reflexión y refracción. Producen la visión al chocar con la retina. Los colores se deben a la existencia de corpúsculos de diferentes masas. La reflexión es debida al choque de estas partículas sobre una superficie pulida, la velocidad no varía y el ángulo de incidencia es igual al reflejado. La reflexión es debida a la existencia de fuerzas entre los corpúsculos y la materia. Así, la velocidad debería ser mayor en el vidrio o en el agua que en el aire.

MODELO ONDULATORIO; CARACTERIZACIÓN Y EVIDENCIA EXPERIMENTAL EN APOYO DE ESTE MODELO.

Data de 1678 y es obra de Huygens. Sostiene que la luz se propaga por medio de pequeñas ondas longitudinales similares a las

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