Fisica General Burbano

ÓPTICA
CAPÍTULO XXIV
ÓPTICA GEOMÉTRICA I
A) PROPAGACIÓN DE LA LUZ, REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
XXIV – 1. Óptica
La palabra Óptica deriva de otra griega que significa ver; es una de las parcelas más antiguas
de la Física, precedida únicamente por la Astronomía.
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«La ÓPTICA es la ciencia que trata de las propiedades y de la naturaleza de la Luz y sus interacciones
con la materia».
Según lo que hemos tratado hasta ahora en los capítulos XVII y XXIII, tenemos cierto conocimiento
sobre lo que es la luz, pudiéndola definir por ahora como:
«La LUZ es una onda electromagnética (o una forma de energía radiante) visible con el ojo
humano, que ocupa un determinado intervalo del espectro de estas ondas; se propaga en el
vacío con una velocidad constante, cualquiera que sea el sistema de referencia en que la
midamos, de aproximadamente 300 000 km/s, siendo esta velocidad un límite irrebasable
que impone la naturaleza».
El rango de frecuencias del espectro electromagnético en que se define la luz es 4,3 × 10 14 Hz
< n < 7,5 × 10 14 Hz (ver párrafo XXIII-14); fisiológicamente, las diferentes frecuencias de la luz,
son distinguidas por el ojo por su color.
Según el comportamiento de los objetos con la luz, estos se clasifican en:
Cuerpos LUMINOSOS son los emisores de luz (el Sol, los cuerpos incandescentes, los gusanos de
luz, etc.); cuerpos ILUMINADOS son los que se hacen visibles al devolver toda o parte de la luz que
reciben (por ejemplo, la Luna, la Tierra, etc.).
Cuerpos TRANSPARENTES son los que dejan ver los objetos a su través (el vidrio). TRASLÚCIDOS
son los que son atravesados por la luz, pero no permiten ver los objetos a través de ellos (un papel
de fumar). OPACOS los que no se dejan atravesar por la luz (una gruesa lámina de madera).
En las superficies mates, por ejemplo, en el papel, al encontrar los rayos rugosidades (para nosotros
imperceptibles en ocasiones) son reflejados en todas las direcciones, viéndose, entonces, los
cuerpos regularmente iluminados. A este fenómeno, que presentan el papel, el yeso, la nieve, etc.,
se llama DIFUSIÓN DE LA LUZ.
También la luz se pude difundir por transparencia al atravesar determinados cuerpos (un cristal
esmerilado) emergiendo de él en todas las direcciones y viéndose, por ello, luminosidad regular
(DIFUSORES).
El estudio de la Óptica se divide en tres partes: Óptica Geométrica, la Óptica Física y la Óptica
cuántica.
«La ÓPTICA GEOMÉTRICA estudia la luz independientemente de su naturaleza, se ocupa de las
propiedades de los instrumentos ópticos».
«La ÓPTICA FÍSICA estudia la luz desde el punto de vista de su naturaleza ondulatoria».
«La ÓPTICA CUÁNTICA analiza las interacciones de la luz y las partículas atómicas, requiere el
empleo de la mecánica cuántica».
Podríamos decir que estas tres partes de la Óptica corresponden a un análisis macroscópico,
microscópico y atómico respectivamente, limitándonos claramente su campo de aplicación.
Vamos primeramente a estudiar la Óptica Geométrica (Capítulos XXIV y XXV) suponiendo la
existencia de lo que llamaremos «rayos luminosos» y basándonos en la «teoría de la emisión», haciendo
un análisis del funcionamiento del ojo y de los instrumentos ópticos que lo complementan;
a continuación estudiaremos la luz como movimiento ondulatorio (capítulo XXVI) en los que se
verá, la dispersión, fotometría, radiación térmica, interferencias, difracción y polarización de la luz,
para lo cual es recomendable repasar los conceptos dados en el capítulo XVII; finalmente en el
capítulo XXVIII daremos una reseña de la Óptica Cuántica.
Fig. XXIV-1.– Difusión de la luz.