1. ÓPTICA GEOMÉTRICA
Geraldine Peralta S.

2. ¿Qué es la óptica geométrica?
La óptica geométrica se ocupa principalmente
de las trayectorias de los rayos luminosos,
despreciando los efectos de la luz como
movimiento ondulatorio, como las
interferencias, y a su vez se ocupa de la
formación de imágenes por espejos y lentes.

3. Componentes
• Espacio imagen: Espacio que
queda a la derecha del
dioptrio (superficie en donde
se refracta la luz)
• Espacio objeto: Espacio que
queda a la izquierda del
dioptrio.
• Imagen real e imagen virtual.
Se dice que una imagen es real
si está formada por dos rayos
refractados convergentes. Una
imagen real se debe observar
en una pantalla. Se dice que es
virtual si se toma por las
prolongaciones de dos rayos
refractados divergentes.

4. Espejos
- Espejos esféricos: Son aquellos cuya forma corresponde a un casquete esférico, es decir la
superficie que resulta cuando una esfera se corta con un plano.
Un espejo esférico está caracterizado por:
-Su radio de cobertura (R).
-Tienen solo un punto focal y su posición coincide con el punto medio entre el centro del espejo
y el vértice.
-El aumento del espejo dependerá de la curvatura del espejo y de la posición del objeto.
-Se encuentra a la izquierda del vértice para los espejos cóncavos y a la derecha para los espejos
convexos.
Los principales rayos que tiene son:
-Rayo paralelo: Rayo paralelo al eje óptico que parte de la parte superior del objeto. Después de
refractarse pasa por el foco imagen.
-Rayo focal: Rayo que parte de la parte superior del objeto y pasa por el foco objeto, con lo cual
se refracta de manera que sale paralelo. Después de refractarse pasa por el foco imagen. --Rayo
radial: Rayo que parte de la parte superior del objeto y está dirigido hacia el centro de curvatura
del dioptrio. Este rayo no se refracta y continúa en la misma dirección ya que el ángulo de
incidencia es igual a cero.
-Espejos cóncavos y convexos: Estos espejos se diferencian al tener unas características
específicas:

5. Espejos cóncavos:
• Objeto situado a la derecha del foco. La
imagen es virtual, y conserva su
orientación. Su tamaño es mayor que el
objeto.
• Objeto situado a la izquierda del centro
de curvatura. La imagen es real, invertida
y situada entre el centro y el foco. Su
tamaño es menor que el objeto.
• Objeto situado entre el centro de
curvatura y el foco. La imagen es real,
invertida y situada a la izquierda del
centro de curvatura. Su tamaño es mayor
que el objeto.
• Objeto situado en el centro de curvatura.
La imagen es real, invertida y situada en
el mismo punto. Su tamaño igual que el
objeto.
• Objeto situado en el foco del espejo. Los
rayos reflejados son paralelos y la imagen
se forma en el infinito.

6. Espejos convexos:
Se produce una
situación en la que la
imagen es virtual,
derecha y más pequeña
que el objeto.

7. Características de la luz.
• Reflexión. Cuando los
rayos de luz llegan a un
cuerpo en el cual no
pueden continuar
propagándose, salen
desviados en otra
dirección, se reflejan.
La forma en que esto
ocurre depende del tipo
de superficie sobre la que
inciden y del ángulo que
forman sobre la misma.

8. • Difracción. Es la
desviación de la luz al
rozar los bordes de un
cuerpo opaco.
Fenómeno
característico de las
ondas que consiste en
la dispersión y curvado
aparente de las ondas
cuando encuentran un
obstáculo.

9. • Refracción: El cambio de
dirección que sufren los rayos
luminosos al pasar de un
medio a otro, donde su
velocidad es distinta, así si un
haz de rayos luminosos incide
sobre la superficie de un
cuerpo transparente, parte de
ellos se reflejan mientras que
otra parte se refracta, es decir
penetran en el cuerpo
transparente experimentando
un cambio en su dirección de
movimiento.

10. • Polarización: Se puede obtener luz
polarizada a través de la reflexión
de la luz. La luz reflejada está
parcial o totalmente polarizada
dependiendo del ángulo de
incidencia. Se puede observar en
cristales determinados que
individualmente son transparentes,
si se colocan dos en serie, paralelos
entre sí y con uno girado un
determinado ángulo con respecto al
otro, la luz no puede atravesarlos. Si
se va rotando uno de los cristales, la
luz empieza a atravesarlos
alcanzándose la máxima intensidad
cuando se ha rotado el cristal 90º
respecto al ángulo de total
oscuridad.

11. Rayos notables.
• La posición y tamaño de la imagen de un objeto,
formada por una lente delgada, puede encontrarse no
solamente analíticamente, utilizando las fórmulas de la
lente (o fórmula de Newton) y del aumento lateral,
sino construyendo la imagen gráficamente. Este
método consiste en determinar el punto de
intersección, después de atravesar la lente, de algunos
rayos provenientes de un punto determinado del
objeto.
Existen tres rayos (rayos notables) cuyas trayectorias se
fácil de dibujar (fig.1). Estos rayos son:

12. 1. Rayo paralelo al eje óptico.
• El rayo que es paralelo al eje óptico
después de refractarse por la lente
convergente pasa por el foco imagen.
En el caso de una lente divergente, por el
foco pasa la prolongación del rayo
refractado

13. 2. Rayo que pasa por el centro de la
lente.
• El rayo (rayo central) que pasa por el centro de
la lente no se refracta al pasar la lente y no se
desvía apreciablemente, ya que las dos
superficies de la lente son aproximadamente
paralelas entre si para una lente delgada. El
desplazamiento del rayo por atravesar las
caras paralelas de la lente es también es
despreciable.

14. 3. Rayo que pasa por el foco objeto.
• El rayo que pasa por el foco objeto emerge
después de refractarse en la lente
paralelamente al eje óptico.
• Para construir la imagen de un punto objeto
es suficiente trazar dos rayos cualesquiera de
los tres rayos notables procedentes del punto
objeto. El punto de intersección de estos rayos
es el punto imagen.