Óptica geométrica

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  • 1.

2.

  • Laptica geomtricaestudia los fenmenos que se producen cuando un haz de radiacin luminosa incide sobre cuerpos transparentes u opacos, o interfiere con otras radiaciones luminosas.
  • Esta es una aproximacin del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnticas (la luz) en el lmite en el que los objetos afectados son de tamao mucho mayor que la longitud de onda usada.

3. Naturaleza de la luz

  • Se llamaluza la radiacin electromagntica que puede ser percibida por el ojo humano.
  • En fsica, incluye el rango entero de radiacin conocido como el espectro electromagntico, mientras que la expresinluz visibledenota la radiacin en el espectro visible.
  • Tiene su origen en el movimiento acelerado de los electrones por lo que es un fenmeno electromagntico

4.

  • La Luz blanca esta compuesta por diferentes colores:
  • Rojo. El color que sufre la menor desviacin.
  • Anaranjado, Amarillo, Verde, Azul, Ail y Violeta. El color que sufre la mayor desviacin.

En 1873 James Clerk Maxwell afirm que la luz era una forma de onda electromagntica de alta frecuencia. 5.

  • Espectro Electromagntico
  • Distribucin energtica del conjunto de las ondas electromagnticas que emite (espectro de emisin) o absorbe (espectro de absorcin) una sustancia.
  • Estas ondas se mueven con la misma rapidez en el vacio pero son diferentes por su frecuencia, y es debido a esta frecuencia que podemos ver la luz.

6.

  • Ondas de radio y televisin:Producidaspor dispositivos electrnicos y se usan en sistemas de comunicacin. Con una longitud de onda de entre el rango de 10 m hasta 0.1 metros.
  • Microondas : Utilizada en dispositivos electrnicos y por su corta longitud de onda se usan en sistemas de radar. Con una longitud de onda de 0.3 m hasta 10- m
  • Luz Infrarroja : Producida por molculas y objetos a temperatura ambiente. Con una longitud de onda de10- m hasta10^-7m

7.

  • Luz visible :Luz que detecta el ojo humano. Su longitud de onda varia por los diferentes colores y van del rojo con 7 X10^-7m al Violeta con 4X10^-7m
  • Luz ultravioleta : El Sol es una fuente de Luz ultravioleta.Con una longitud de onda de 4X10^-7m hasta 6X10^-6m
  • Rayos X : Permiten obtener placas fotogrficas de la estructura sea.Con una longitud de onda de 10^-10m a 10^-12 m
  • Rayos Gamma :emitida por ncleos radiactivos y durante un proceso de reaccin nuclear.Con una longitud de ondade 10^-12m a 10^-14m

8. 9.

  • La frecuencia de onda electromagntica esta asociada con su longitud de onda y con la rapidez de la luz por medio de la ecuacin:
  • f
  • Donde :
  • C = Rapidez de la Luz
  • = Longitud de la onda
  • f= Frecuencia

10.

  • Ejemplo.
  • Culser la longitud de onda de una frecuencia de 10000 Hz?
  • Despejamos
  • =c/f = 3x10^8 m/s
  • 1 x10^4 1/s
  • = 3 x10^4 m=30000m
  • Es decir, una onda electromagntica de 10 000Hz tiene una longitud de 30km.

11. Reflexin

  • Es un fenmeno ptico sin el cual no podramos ver. Los objetos quenos rodean reflejan la luz hacia nuestros ojos producindose en ellos las imgenes. La reflexin implica la absorcin y reemisin de la luz mediantevibraciones electrnicas en los tomos del medio reflejante.
  • Ley de la reflexin : El ngulo que forma el rayo incidente con la normal en el espejo es = al ngulo que forma el rayo reflejado respecto de la normal.
  • i= r

12. i r i= r 13. Reflexin Especular o Regular

  • Si la superficie reflectora es lisa, entonces los rayos reflejados que provienen de rayos incidentes paralelos son paralelos entre s y la reflexin recibe el nombre de Reflexin Especular o Regular.

14. Reflexin Difusa

  • Si la superficie reflejante es rugosa entonces los rayos reflejados, que provienen de rayos incidentes paralelos, tomas diferentes direcciones y la reflexin recibe el nombre de reflexin difusa.

15. Refraccin

  • Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagacin a otro con una densidad ptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de direccin si no incide perpendicularmente en la superficie
  • Cuando un rayo de luz que se propaga a travs de un medio transparente, pasa a otro medio transparente, por ejemplo un rayo de luz que viaja en el aire y pasa a travs de un pedazo de vidrio. En este caso decimos que el rayo incidente se refracto al pasar de un medio a otro

16. Rayo Reflejado 17.

  • La parte del rayo que entra en el vidrio cambia de direccin en la frontera de los medios y se produce una refraccin del rayo.
  • El ngulo de refraccin depende de las propiedades y de la rapidez de la luz mediante la relacin:
  • Sen 2=V 2
  • Sen 1=V 1
  • Donde:
  • Sen 2=ngulo de refraccin
  • Sen 1=ngulo de Incidencia
  • V 1= Rapidez de la luz en el primer medio
  • V 2= Rapidez de la luz en el segundo medio

18.

  • Reflexionemos: Si la luz se mueve en un medio en que su rapidez es mayor que en el que se refractaV 2< V 1entoncesV 2/ V 1