Este documento trata sobre la naturaleza de la luz y las leyes de la óptica geométrica. Explica que la luz tiene una naturaleza dual como partícula y onda, y describe experimentos históricos para medir la velocidad de la luz. También cubre conceptos clave como la reflexión, refracción, índice de refracción, principio de Huygens y reflexión total interna.

1. Universidad técnica
de Manabí
NATURALEZA DE LA LUZ Y LEYES DE
LA ÓPTICA GEOMÉTRICA

2. Subtemas
O Naturaleza de la luz
O Mediciones de la velocidad de la luz
O Las aproximaciones de los rayos de la
ópticas geométricas.
O Reflexión y Refracción
O El principio de HUYGGES
O Reflexión Interna Total

3. NATURALEZA DE LA LUZ
CAP. I

4. Naturaleza de la Luz
O La naturaleza física de
la luz ha sido uno de los
grandes problemas de
la ciencia.
O No necesita ningún
medio para propagarse,
son ondas
transversales.
O Una carga eléctrica
oscilando con una
determinada frecuencia,
produce ondas
electromagnéticas de la
misma frecuencia.

5. Naturaleza de la Luz
O La óptica estudia los fenómenos relacionados con la
luz.
O ¿Cuál es la naturaleza de la luz, en qué forma se
desplaza y cómo transporta energía?
O La luz tiene una naturaleza dual: partículas y ondas.
O La óptica física (ondulatoria) estudia los fenómenos
ondulatorios de la luz: interferencia, difracción y
polarización.
O La óptica cuántica (corpuscular) estudia los
fenómenos corpusculares de la luz: efecto
fotoeléctrico, efecto Compton.
O La óptica geométrica estudia los fenómenos
luminosos para los cuales es irrelevante la naturaleza
de la luz: reflexión y refracción.

6. MEDICIONES DE LA
VELOCIDAD DE LA LUZ
CAP. I

7. Mediciones de la velocidad de
la luz
O La luz viaja a una rapidez
tan alta que los primeros
intentos para medir su
rapidez no tuvieron éxito.
Galileo intentó medir la
rapidez de la luz colocando
dos observadores en torres
separadas por
aproximadamente 10 km.
O En la actualidad sabemos
que es imposible medir la
rapidez de la luz de esta
manera debido a que el
tiempo de tránsito es muy
pequeño comparado con el
tiempo de reacción de los
observadores.
8
103xc 

8. Demostración

9. Medición de la velocidad de la
luz
Método de Roemer
c  2.3  108 m/s

10. Medición de la velocidad de la
luz
Técnica de Fizeau
c  3.1  108 m/s c  2.9979  108 m/s

11. LA APROXIMACION DE
RAYOS EN LA OPTICA
GEOMETRICA
CAP. I

12. La aproximación de rayos en la
óptica geométrica
O La luz se desplaza en
línea recta.
O Esta suposición
conduce al modelo
de rayos de luz.
O Esta aproximación
supone que una onda
viaja por un medio
uniforme en líneas
rectas en la dirección
de los rayos.

13. La aproximación de rayos en la
óptica geométrica
O Esta aproximación es válida aun cuando la
onda llegue a una abertura circular cuyo
diámetro es mucho más grande en relación
con la longitud de onda.

14. REFLEXIÓN Y
REFRACCIÓN
CAP I.

15. Reflexión de la luz

16. Reflexión especular y difusa

17. Leyes de la reflexión
O Para superficies
planas, los rayos
incidente y reflejado
están en el mismo
plano que la normal
a la superficie.
O El ángulo de
incidencia es igual
al ángulo de
reflexión.

18. Reflexión de la luz

19. Refracción

20. Leyes de la refracción
O El rayo incidente, el
rayo refractado y la
normal a la superficie
de separación de los
medios en el punto de
incidencia están en un
mismo plano.
O El ángulo de refracción,
2, depende de las
propiedades de los dos
medios y del ángulo de
incidencia:
cte
v
v
sen
sen

1
2
1
2



21. Índice de refracción
nv
c
medioelenluzladeRapidez
vacíoelenluzladeRapidez
n 

22. Índice de refracción
O A medida que la luz
viaja de un medio a
otro, su frecuencia no
cambia pero su
longitud de onda sí.
1
2
2
1
2
1
2
1
/
/
n
n
nc
nc
v
v



n
n




23. cte
v
v
sen
sen

1
2
1
2


1
2
2
1
n
n
v
v

2211  sennsenn 
Ley de la refracción de Snell:

27. PRINCIPIO DE HUYGENS
CAP I.

28. Principio de Huygens
Todos los puntos de un frente de onda determinado se toman como
fuentes puntuales de la producción de ondas secundarias esféricas,
llamadas ondulaciones, las cuales se propagan hacia fuera del medio
con rapidez característica de las ondas en ese medio. Después de que
ha transcurrido cierto tiempo, la nueva posición del frente de onda es la
superficie tangente a las ondulaciones.

29. Principio de Huygens

30. AC
CA'
sin 1 
AC
AD
'
1sin
'
11  

31. REFLEXIÓN TOTAL
INTERNA
CAP I.

32. Reflexión Total Interna

33. Reflexión Total Interna
º90sinsin 21 nn c 
1
2
sin
n
n
c 

34. Reflexión Total Interna

35. Reflexión Total Interna

36. Reflexión Total Interna