PTICA GEOMTRICA

En fsica, la ptica geomtrica parte de las leyes fenomenolgicas de Snell de la reflexin y la refraccin. A partir de ellas, basta hacer geometra con los rayos luminosos para la obtencin de las frmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes, obteniendo as las leyes que gobiernan los instrumentos pticos a que estamos acostumbrados.La ptica geomtrica usa la nocin de rayo luminoso; es una aproximacin del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamao mucho mayor que la longitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difraccin, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz.Esta aproximacin es llamada de la Eikonal y permite derivar la ptica geomtrica a partir de algunas de las ecuaciones de Maxwell.ONDAS LUMINOSASLa luz es un fenmeno ondulatorio. Se propaga de un lado a otro pero lo que viaja no es materia sino una perturbacin del medio. Una de las caractersticas fascinante de la luz es que puede propagarse en el vaco. (Si as no fuera cmo hara para llegarnos la luz del sol, o de las estrellas). De modo que la perturbacin oscilatoria del medio es una perturbacin de tipo inmaterial. Efectivamente, lo que cambia en el medio mientras la luz se propaga son pequeos campos elctricos y magnticos. Por eso a la onda luminosa se la llama onda electromagntica.El fenmeno electromagntico es muy amplio. Y la luz es apenas una porcin estrecha de ese fenmeno. Podemos pasar revista al fenmeno de las ondas electromagnticas ordenndolas segn la frecuencia ondulatoria, o la longitud de la onda.Este grfico muestra las ondas electromagnticas ordenadas desde la de menor longitud de onda (arriba) hasta la de mayor longitud de onda (abajo). La naturaleza del fenmeno es el mismo (slo cambia la longitud de onda y la frecuencia) pero la apariencia del fenmeno se hace totalmente diferente, sin embargo es lo mismo.Si la ordensemos segn la frecuencia obtendramos el mismo grfico, con las mayores frecuencias arriba y las menores abajo. Eso es lgico ya que el producto entre longitud de onda y frecuencia es constante para un mismo fenmeno, que es la velocidad de propagacin:v = . fY en este caso se trata de la velocidad de la luz, c, cuyo valor (aproximado) es:c = 300.000.000 m/sSegn todos los experimentos hechos hasta la fecha, la velocidad de la luz es un mximo insuperable en nuestro universo. Ese dato -inexplicable y sorprendente- fue incorporado a la Teora de la Relatividad Especial (1905) como un principio universal, y se ha verificado innumerables veces directa e indirectamente. Nada viaja ms rpido que la luz (o cualquier otra onda electromagntica) en el vaco.El grfico tambin muestra un ordenamiento por la energa que transportan las ondas electromagnticas, ya que la energa de la onda viene dada por:E = h . f(h es la constante de Planck, h = 6,626 x 10-34 J s).El primero en darse cuenta de que la luz era un fenmeno ondulatorio fue el fsico neerlands Christiaan Huygens (1629 -1695) ya que logr con pequeos haces luminosos efectos que slo podan hacer las ondas, como la interferencia, la difraccin, etc. Isaac Newton, en cambio, pregonaba la teora corpuscular de la luz y algunos experimentos como la dispersin con un prisma parecan darle la razn. Recin con el advenimiento de la Relatividad y la Cuntica se conciliaron ambas teoras en lo que hoy se conoce como la naturaleza dual (onda-partcula) de la luz.ndice de refraccin, velocidad de la luz en diferentes mediosSe llama ndice de refraccin, n, (por motivos que veremos ms adelante) al cociente entre la velocidad de la luz en el vaco, c, y la velocidad en otro medio cualquiera por el que viaja la luz, v.n = c / vSe trata de una propiedad caracterstica de cada medio. Ac tens una tabla con los medios ms utilizados. Dado el ndice de refraccin de una sustancia puede conocerse el valor de la velocidad de la luz en ella.

medion

aire1,0003

agua (a 20 C)1,3333

vidrio (varios tipos)1,4 a 1,7

diamante2,412

silicona1,6

fibra ptica (varias)1,