1. OPTICA

2. ¿QUÉ ES LA LUZ?
LEUCIPO (450 a.C.) sostenía que la visión se producía
porque los cuerpos emiten ‘imágenes’
EUCLIDES (300 a.C.) introduce el concepto de rayo (que
emite el ojo) y postula la base geométrica de la propagación
LA ESCUELA ÁRABE (1000) apunta la idea de que la luz
procede de los objetos (o del Sol) y va a los ojos.
GALILEO Y KEPPLER (1600) generalizan la utilización
de instrumentos ópticos
SNELL (1638) descubre las leyes de l a refracción.
DESCARTES (1640) publica ‘Óptica’ en la que se sistema-
tizan las leyes físicas de la luz, pero sin preguntarse
sobre su naturaleza.

3. LA TEORÍA CORPUSCULAR
NEWTON (1642-1726) plantea que la luz está compuesta por
PARTÍCULAS MATERIALES que, lanzadas a gran
velocidad por los cuerpos emisores, constituyen los rayos de
luz. Estas partículas tendrían masas diferentes para justificar
la existencia de los distintos colores.

4. LA TEORÍA CORPUSCULAR
Mediante su teoría, Newton explicó
correctamente la reflexión de la luz.
Para explicar la refracción tuvo que
admitir que la luz viajaba más rápido
en los medios más densos, cosa que
posteriormente se comprobó que no
era cierta.
La teoría corpuscular es la base de la
ÓPTICA GEOMÉTRICA..
.

5. LA TEORÍA ONDULATORIA
HUYGENS (1629-1695) propuso el modelo ondulatorio.
Según él la luz es un fenómeno ondulatorio de tipo mecánico
(ÉTER), como el sonido o las ondas en la superficie del agua.
La luz, por tanto tendría asociadas una longitud de onda y
una frecuencia, como cualquier oscilación y presentaría
fenómenos de interferencia y difracción, como las ondas

6. LA TEORÍA ONDULATORIA
Mediante la teoría ondulatoria HUYGENS explicó
correctamente la reflexión y la refracción de la luz (sin
contradicciones) pero la gran autoridad científica de
NEWTON impidieron que se estableciera hasta más de un
siglo después ......

7. LA TEORÍA ONDULATORIA
A principios del siglo XIX YOUNG y FRESNEL explican la
interferencia y la difracción de la luz mediante el modelo
ondulatorio. El modelo corpuscular era incapaz de explicar
estos resultados.....

8. LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA
En 1864 MAXWELL plantea las ecuaciones del
electromagnetismo y se ve que la luz es una onda
electromagnética (no una onda mecánica). Este
punto fue confirmado experimentalmente por
HERTZ en 1888.
Pero aquí no acaba la historia.

9. LA REVOLUCIÓN CUÁNTICA
En 1900 PLANCK resuelve la ley de emisión de un cuerpo
suponiendo que la energía está cuantizada. EINSTEIN, en
1905, aplica el mismo principio y explica el efecto
fotoeléctrico. BOHR, en 1912, explica el espectro de emisión
del átomo de hidrógeno. COMPTON, en 1922, explica el
efecto que lleva su nombre.
FOTÓN O CUANTOS DE ENERGÍA
TODO ELLO RECUPERANDO LOS PRINCIPIOS DE LA TEORÍA
CORPUSCULAR DE LA LUZ !!!
.

10. LA VISIÓN DUAL DE LA LUZ
A principios de siglo se estaba por tanto en una situación
incómoda, parecía que la luz se comportaba en ocasiones
como una onda y en otras ocasiones como partícula.
La cuestión fue resuelta en 1925 por DE BROGLIE, quien
propuso que el movimiento de todo corpúsculo viene regido
por una onda asociada.
LA LUZ TIENE UN CARÁCTER DUAL (ONDÍCULA)
La confirmación experimental de esta idea constituye la base
de la MECÁNICA CUÁNTICA.
Para un electrón λ = 0.1 nm
Luz visible λ = 500 nm

11. CONCLUSIÓN
Hoy, se acepta el comportamiento Dual
de la luz. Esta doble naturaleza se
manifiesta en que la luz se propaga en
forma de onda y en su interacción con la
materia.

12. FENOMENOLOGÍA DE LA LUZ
Es claro que dependiendo del tipo de óptica
que se estudie , los fenómenos relacionados
con la luz pueden ser :
•Reflexión
•Refracción
•Dispersión
•Difracción
•Interferencia
•Polarización
•Doppler

13.  La reflexión de la luz se puede explicar en un
modelo de partículas
 Una partícula que choca elásticamente con una
pared se refleja.
 Las ondas también se reflejan
ángulo de reflexión=ángulo de incidencia
 La reflexión de la luz nos indica su naturaleza

14. Para obtener las características de la
imagen se dibujan al menos dos rayos
notables emergentes desde un mismo
punto del objeto. Estos rayos después de
reflejarse deben interceptarse. Si los rayos
reflejados no se interceptan, se deben
prolongar y encontrar entonces el punto
donde se cruzan.
CARACTERÍSTICAS DE LA IMAGEN
 Imagen virtual
 Derecha
 Igual tamaño
 Detrás del espejo
 Misma distancia que el objeto respecto
. del espejo

15. IMÁGENES EN ESPEJOS ESFÉRICOS:
Elementos principales
Identificaremos algunos elementos de un espejo
curvo que son necesarios para la construcción de
la imagen. En todo espejo curvo encontramos en
general los siguientes elementos fundamentales:
El eje óptico, el centro ( C ) y el foco ( F ). Cuando
el espejo ha sido bien construido el foco se
encuentra en el punto medio de la distancia focal.
Espejo cóncavo Espejo convexo
Superficie Superficie
reflectante reflectante
Eje óptico Eje óptico
C F V C F V

16. El otro rayo notable es el que viaja paralelo al
eje óptico se refleja pasando el mismo o su
prolongación por el foco principal. Nótese que
para el espejo convexo ha debido prolongarse el
rayo reflejado en dirección del foco.
Eje óptico
C F V C F V F C Eje óptico

17. Para lograr ubicar la imagen de un objeto,
se busca la intersección de los rayos
reflejados, o de la prolongación de ellos.
En los espejos esféricos, a diferencia del
espejo plano, las imágenes presentan
características determinadas dependiendo
de la ubicación del objeto.

18. UBICACIÓN DEL OBJETO
OBJETO
V F CC
OBJETO ENTRE ELEL C.C.YYELFOCO
OBJETO ENTRE EL FOCOY FOCO
OBJETO ENTRE C.C. EL C.C.
OBJETO EN EL EL VÉRTICE
OBJETO EN EL INFINITO

19. OBJETO ENTRE EL C.C. Y EL INFINITO
Imagen invertida
Menor tamaño
Real
OBJETO
Delante del espejo
V F CC

20. OBJETO EN C.C.
Invertida
IGUAL tamaño
Real
OBJETO Delante del espejo
V F CC

21. OBJETO ENTRE EL C.C. Y EL FOCO
Imagen invertida
Mayor tamaño
Real
Delante del espejo
OBJETO
V F CC

22. OBJETO ENTRE EL FOCO
No hay Imagen
OBJETO
V F CC

23. OBJETO ENTRE EL FOCO Y EL VÉRTICE
Derecha
Mayor tamaño
Virtual
Detrás del espejo
OBJETO
V F CC

24. REFRACCIÓN DE LA LUZ
Toda onda se refracta cuando en su propagación
cambia de medio. Cuando la luz se refracta,
modifica su rapidez, y generalmente la dirección.
En este fenómeno LA FRECUENCIA NO SE VE
ALTERADA pero si la longitud de onda. La
refracción de la luz cumple con la llamada ley de
Snell.
θ1
θ2

25. LEY DE SNELL
sin(α i ) nr
=
sin(α r ) ni

26.  De acuerdo con la ley de Willebord Snell (1591-
1626) , la rapidez de la luz DEPENDE DEL
MEDIO por el cual se propaga. Sabemos que la
rapidez máxima de la luz es en el vacío de
valor aproximado 300.000 Km/s.
 El índice de refracción nos da cuenta del valor
de la rapidez de la luz en cualquier medio en
que ella pueda propagarse.

27. C
η= Es magnitud adimensional
v
CON BASE EN LA FÓRMULA n>1

28. Es la comparación de la rapidez de la luz
entre dos medios distintos del vacío. Si η1=
c/v1 es el índice absoluto del medio 1 y η2 =
c/v2 del otro medio se obtiene que:
c
v1 v2 η1
η12 = =
c v1 η2
v2

29. A partir de la ley de Snell se puede predecir la
forma en que debe refractarse la luz. Esto
dependerá de los valores de los índices de
refracción absolutos de los medios y del ángulo de
incidencia. En general, si no incide
perpendicularmente se tiene dos posibilidades:
η 1< η 2 η 1>
η1 η2 η1
η2 η2

30. Un caso especial es cuando el ángulo de
incidencia es 90°. En tal caso el rayo
transmitido no sufre desviación, pero si
modifica su rapidez y longitud de onda.
η1
η2

31. Cuando la luz se refracta, puede ocasionar
fenómenos que se relación con la posición
aparente de las cosas. Un objeto sumergido en el
fondo de un estanque, es visto en la posición “P”
por un observador “O” ubicado una cierta distancia
de él.

32. El fenómeno de la refracción generalmente está
acompañado de otros fenómenos observables. Uno
de ellos se refiere a que parte de la luz incidente es
reflejada por el medio respectivo. Así, del 100% de
la energía que incide parte es devuelta al medio de
procedencia. La porción reflejada dependerá de
las características del medio transparente.
Onda reflejada
Onda incidente
Onda refractada

33. Son cuerpos que permiten el paso de la luz y que
producto de la refracción de ella, permiten obtener
imágenes con ciertas características dependiendo
del tipo de lente que se use. Así, las lentes pueden
clasificarse en: convergentes y divergentes.
Lente divergente Lente convergente
Los rayos refractados se separan Los rayos refractados se reúnen

34. LENTES CONVERGENTE
Doble Plano Menisco
convexa convexa convexo

35. LENTES
DIVERGENTE
Doble Plano Menisco
cóncava Cóncava cóncava

36. PRISMA DE CARAS PARALELAS
De igual modo, cuando el rayo emerge del prisma
se cumple que n2senθ3= n1 senθ4
θ1
θ2θ3 θ2 = θ3
θ4
n1senθ1= n2 senθ2
n2senθ3= n1 senθ4 n1senθ1 = n1 senθ4
Luego θ 1 = θ 4

37. Cuando la luz blanca se dirige desde el aire a otro
medio transparente , se observa que la luz
refractada exhibe una gama de colores denominado
espectro de luz incidente.

38. DISPERSIÓN
Sólo en el vacío la rapidez de la luz ( c ) es
constante para cualquier longitud de onda. Pero
para medios dispersivos, a cada longitud de onda
le corresponde una rapidez determinada. Esas
variaciones son pequeñas y serán más evidentes
dependiendo de la capacidad dispersiva del medio.
ρ Desviación