OPTICA: abril 2015

PROYECTO DE AULA

JUSTIFICACION

En general, la óptica es importantes por que, sin ella nunca se hubiéramos podido crear muchos de los instrumentos modernos de mucha importantes como lo son los láseres, los telescopios espaciales, sin esto ni siquiera hubiéramos podido crear las primeras cámaras fotográficas y demás aparatos tecnológicos.

OBJETIVOS

*Determinar las leyes fundamentales de la Óptica Geométrica.
*Estudiar los elementos ópticos fundamentales.
*Analizar los sistemas ópticos compuestos y tratarlos de manera compacta.
*Estudiar el efecto del tamaño finito de los elementos en las distribución de luz de la imagen yanalizar las aberraciones que aparecen en un sistema óptico

C. Encuesta de presaberes (20 preguntas)

ÓPTICA TEORÍA DE LAS LUCES

1.TEORÍA CORPUSCULAR : (PROPUESTA POR ISAAC NEWTON) Supone que la luz está compuesta por una serie de corpúsculos o partículas emitidos por los manantiales luminosos, los cuales se propagan en línea recta y que pueden atravesar medios transparentes, y pueden ser reflejados por materias opacas. Esta teoría explica: La propagación rectilínea de la luz, la refracción y reflexión. Esta teoría no explica: Anillos de Newton (Irisaciones en las láminas delgadas de los vidrios) Este fenómeno lo explica la teoría ondulatoria y lo veremos más adelante. Tampoco explica los fenómenos de interferencia y difracción.
2. TEORIA ONDULATORIA (HUYGENS) : Esta teoría explica las leyes de la reflexión y la refracción , define la luz como un movimiento ondulatorio del mismo tipo que el sonido. Como las ondas se trasmiten en el vacío, supone que las ondas luminosas necesitan para propagarse un medio ideal, el ETER, presente tanto en el vacío como en los cuerpos materiales.
3.TEORÍA ELECTROMAGNETICA • Teoría Electro-Magnética. • Hasta el momento de aparecer en escena la teoría electro-magnética de la luz, propuesta por • James Clerk Maxwell (1831-1879) la investigación en el campo de la Física se encontraba • dominada por una marcada tendencia mecanicista, ya que de acuerdo con la escuela de Newton, • todos los fenómenos físicos pretendían explicarse en términos de masa, fuerza y movimiento. • Con base a las investigaciones de Oersted y Faraday, sobre las relaciones existentes entre • electricidad y magnetismo, Maxwell elaboró su teoría partiendo de los siguientes principios • fundamentales: • a) Toda variación de un campo eléctrico genera un campo magnético y • b) Toda variación de un campo magnético engendra una corriente eléctrica. Maxwell tuvo la • feliz idea de preguntarse, si no era posible que la transmisión de la luz se efectuara • mediante las vibraciones de un campo, o en otras palabras, como era su idea dominante, • que la óptica no se basara en la mecánica, sino en concepciones diferentes como seria • asimilando la luz a fenómenos electro-magnéticos.
4. Teoría Cuántica. • La teoría ondulatoria bajo la forma de ondas elec- tro- magnéticas, pareció derrotar para siempre a la clásica hipótesis corpuscular hasta el punto que Hertz exclamaba: ‘“La teoría ondulatoria no es una teoría, es una certeza”. Investigando el físico alemán Planck, la forma como se distribuye la energía en la radiación de un cuerpo negro, problema que venía preocupando a destacados científicos sin que se llegara a una solución completamente satisfactoria, en un acto de rebelión, cuyas consecuencias estaba lejos de calcular, introdujo para la energía una estructura granular, afirmando que toda variación de energía debería corresponder a valores múltiplos de una pequeña cantidad, que hoy se conoce como la constante de Planck o cuantum elemental de energía (h); en otras palabras su postulado fundamental conducía a concebir la energía como la naturaleza discontinua. • Hacia 1905, investigando el sabio Albert Einstein, las leyes que regulan el fenómeno fotoeléctrico, esto es, la expulsión de electrones de un conductor por la acción de la luz que incide sobre él, halló que el problema no tenía solución o interpretación si se consideraba la luz como de naturaleza ondulatoria. Dando un salto al pasado y en base a los trabajos de Planck, tuvo la genialidad de considerar la luz como de estructura granular es decir, constituida por corpúsculos esta vez de energía y no de materia como los de Newton, A estos gránulos, siguiendo la expresión introducida por Lewis, los denominó fotones.
5.TEORÍA DE LA MECANICA ONDULATORIA • el físico francés Louis-Victor Broglie (Dieppe, Francia, 1892- París, 1987), en su tesis de grado, presentada hacia 1923 en una concepción genial enlazó de manera prodigiosa las dos teorías reinantes y como síntesis de sus investigaciones llegó a la conclusión de que en verdad la luz participa de una doble naturaleza: ondas y corpúsculos, son dos caras de una misma realidad.
6.Al corpúsculo hubo necesidad de asociarle una onda y este enlace quedó formalizado por las estrechas relaciones que advirtió entre magnitudes mecánicas como energía y en cuanto a magnitudes ondulatorias, como frecuencia y longitud de onda. La luz, en estas condiciones consistiría en un enjambre de fotones que ondulando se propagan en el espacio. Esta, es en el fondo la idea de la mecánica ondulatoria; de la fusión de onda y corpúsculo ha nacido la Ondícula CONTINUACIÓN………TEORÍA DE LA MECANICA ONDULATORIA

HISTORIA EN PIXTON

 Mapas mentales

 Formulas

TEORIA GENERAL

En la Edad Antigua se conocía la propagación rectilínea de la luz, la reflexión y refracción. Dos filósofos y matemáticos griegos escribieron tratados sobre óptica: Empedocles y Euclides.

Ya en la Edad Moderna Rene Descartes consideraba la luz como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter ) que llenaba el espacio. Atribuyó los diferentes colores a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio.

La ley de la refracción fue descubierta experimentalmente en 1621 por Willebrord snell. En 1657 Pierre de Fermat anunció el principio del tiempo mínimo y a partir de él dedujo la ley de la refracción.

En la refracción el rayo de luz que se atraviesa de un medio transparente a otro, se denomina rayo incidente; el rayo de luz que se desvía al ingresar al segundo medio transparente se denomina rayo refractado; el ángulo en que el rayo incidente, al ingresar al segundo medio, forma con la perpendicular al mismo, se denomina ángulo de incidencia; el ángulo que el rayo incidente forma con el rayo refractado, al desviarse, se denomina ángulo de refracción o ángulo indeterminado.

VIDEO EXPLICATIVO