Presentacion optica fisica
- 2. La óptica es la parte de la física que estudia a la luz, sus propiedades y todos los fenómenos relacionados con la luz. Para el estudio de la luz la óptica se divide en dos ramas: la óptica geométrica y la óptica física. Óptica El principal estudio de la óptica es la luz. La luz es una energía de radiación llamada electromagnética, esto quiere decir que es una onda electromagnética, ósea que esta compuesta de electricidad y de magnetismo La óptica estudia los fenómenos de la luz, pero también estudia el como controlarlo de ahí que se le conozca también la ciencia que controla la luz
- 3. 1. Identificar las partes que constituyen el ojo humano y su función en el sentido de la vista. 2. Seguir el desarrollo histórico de los distintos instrumentos ópticos. 3. Saber caracterizar la luz como fenómeno ondulatorio de naturaleza electromagnética. 4. Conocer el significado de las funciones de transferencia óptica en iluminación coherente e incoherente y su relación con la calidad óptica de la imagen. 5. Saber analizar la difracción por estructuras periódicas: red de difracción.
- 5. El ojo humano es un órgano sensitivo, producto de la evolución de regiones fotosensibles situadas en la superficie de los invertebrados. El alto grado de la perfección de este órgano esta acompañado con el desarrollo del cerebro humano que convierte unas manchas de color abirragadas inmóviles en un mundo de
- 6. Dentro de la envoltura protectora cada ojo posee un sistema de lentes, un estrato de receptores y un sistemas de nervios para conducir al cerebro los impulsos generadores por estos receptores
- 7. ANATOMIA DEL OJO Definición de algunos conceptos del ojo humano ESCLEROTICA: Envoltura protectora externa del globo ocular CÓRNEA: Membrana dura y transparente situada en la parte anterior del globo del ojo COROIDES: Estructura pigmentada que contiene muchos de los vasos sanguíneos que nutren a las estructura del ojo. RETINA: Tejido nervioso que contiene las células receptoras. LENTE DEL CRISTALINO: Estructura elástica, transpa rente, reproduce en la retina las imágenes de los objetos. IRIS: Contiene fibras musculares circulares que causan constricción en la pupila y fibras radiales que la dilatan, regulando de esta manera la cantidad de luz que penetra el ojo. CUERPO VITREO: Material gelatinoso, claro, que ocupa el espacio que queda entre el cristalino y la retina. HUMOR ACUOSO: Liquido de bajo contenido proteico que es formado en parte por difusión y parte por el transporte activo de sus componentes desde la plasma.
- 8. • La visión es la reunión de imágenes que captan los ojos a través de los impulsos nerviosos y que el cerebro se encarga de descifrar. • La visión normal depende de la capacidad del ojo para refractar la luz. Video 1-2
- 9. ¿La luz es una onda o una partícula? Esta ha sido una pregunta fundamental en el estudio de la física. * DEMÓCRITO (Hasta el siglo IV a.c): La luz era un flujo de partículas emitido por los cuerpos visibles. Según la física aristotélica la luz era una especie de pulso enamado por los cuerpos visibles. * LEONARDO DA VINCI ( 1452-1519): Estableció una similitud entre la luz, el sonido y las ondas en el agua. * NEWTON: Estudio el comportamiento de la luz a través de observaciones concienzudas y rigurosas, luego de lo cual, adopto el modelo corpuscular, es decir, interpreto la luz como un flujo de partículas.
- 10. La luz se propaga tan rápido que, podría pensarse que lo hace instantáneamente. Esto explica porque los antiguos griegos consideraban que la velocidad de la luz era infinita. - GALILEO: diseño un método para determinar la velocidad de la luz, una noche oscura, Galileo se ubico a una cierta distancia de uno de sus ayudantes, cada uno portando una fuente de luz. Luego, uno de los dos dirigía es haz de la luz de su fuego, hacia el lugar donde se ubicaba el otro, quien, luego de un cierto tiempo, debería haber el resplandor. La conclusión de Galileo fue la siguiente: la propagación de la luz, si no es instantánea, es extremadamente rápida. - JAMES BRADLEY: (1729 Astrónomo ingles) Hizo otras observaciones de tipo astronómico cálculo la velocidad de la luz partiendo de lo que se conoce como ABERRACIÓN ESTELAR (consiste en el desplazamiento de una estrella con respecto al observador) Este desfase es debido a la velocidad de la tierra, en su movimiento alrededor del sol.
- 11. - LOUIS FIZEAU: (Físico francés) fue el primero en determinar la velocidad de la luz por un método no astronómico. La luz producida por la fuente, se refleja en el espejo semitransparente, el cual, a demás de reflejar, permite el paso de parte de los haces de la luz incidente. Luego, pasa a través de una de las ranuras de la rueda dentada. La rueda se hace girar con una velocidad angular lo suficiente grande para que la luz reflejada pase por la siguiente ranura. De este modo, la luz llega al espejo semitransparente, lo atraviesa y es percibida por el ojo del observador. Si el movimiento en la rueda se mantiene a la misma velocidad, siempre llegara luz al observador. La rueda dentada utilizada por FIZEAU tenia 720 ranuras y giraba con una frecuencia de 25,2rev/s. Siguiendo un procedimiento similar, Fizeu calculo al velocidad de la luz en 3,13 * 108 m/s
- 12. - LEON FOUCAULT: (FISICO FRANCES) En 1862 midió la velocidad de la luz reemplazando la rueda dentada por un espejo giratorio. El valor obtenido fue de 2,98 * 108 m/s. Al introducir en la trayectoria de la luz un tubo con agua, comprobó que la velocidad de la luz en el agua era menor que en el aire. - ALBERT MICHELSON: En 1880, utilizó el método de Foucault y obtuvo un valor de 2,99*108 m/s. A partir de un análisis cuidadoso de las medidas obtenidas hasta 1964. se estableció que el valor mas probable para la velocidad de la luz es 2,998*108 m/s. Posteriormente se comprobó que la velocidad de la luz en el vació era prácticamente igual a la velocidad de la luz en el aire, por lo que, por convección, en adelante, nos referimos con la letra C para indicar la velocidad en cualquier medio. Así mismo, emplearemos un valor aproximado a: C=3*108m/s
- 13. En el estudio de interferencia de ondas, se establece que cuando dos fuentes vibran en fase y con la misma frecuencia, en algunos puntos hay interferencia destructiva. Se vio también que se obtienen resultados similares si las fuentes presentan la misma frecuencia y una diferencia de fase constante. A estas fuentes se les llama FUENTES COHERENTES .
- 14. La luz viaja en línea recta, sin embargo el físico Italiano FRANCESCO GRIMALDI, estudió la desviación de la luz la llamo difracción. Este efecto lo analizamos al estudiar el comportamiento de las ondas. La difracción se percibe fácilmente para las ondas sonoras.
- 15. Si observas las sombras que aparecen en los bordes de un objeto iluminado por una fuente puntual, veras una región brillante bordeando la orilla del objeto y en algunos casos alcanzaras a ver una banda de luz débilmente iluminada a lo largo del centro de la sombra. Este fenómeno solo puede entenderse en términos del comportamiento ondulatorio de la luz, a partir del cual se considera que al luz se difracta, es decir “bordea obstáculos”. ¿Por qué entonces no observamos borrosos los bordes e todos los objetos iluminados? Si las fuentes de luz y las aberturas son relativamente grandes la sombra borrosa alrededor de los objetos, prácticamente no es apreciable. Si la fuente esta lejos, lo cual la hace aparecer puntual, y las aberturas son pequeñas, la sombra borrosa es apreciable, bajo estas consideraciones la Luz es difracta cuando el tamaño de los obstáculos es comparable con su longitud de onda. Video 3
- 16. Se dice que una superficie esta iluminada si incide sobre ella luz visible. La fotometría es el estudio de la medición de la luz en la región visible. La iluminación de una superficie depende de la energía que le es enviada por la fuente luminosa. La salida de potencia de una fuente se mide en VATIOS (W), pero esta cantidad no es adecuada para determinar la sensación visual que conocemos como brillantez, pues el ojo o es igualmente sensible a todos los colores, es decir a todas las longitudes de onda. -Un LUMEN es equivalente a 1/680W de luz amarilla-verde (= 500 nm). Si se combinan dos fuentes, el flujo luminoso es la suma de los flujos de cada una de ellas. -Se define intensidad de la luz como la potencia radial por unidad de área. Video 4
- 17. Se conoce como un haz de rayos al conjunto de rayos provenientes de una fuente luminosa puntual observa que en cada punto del espacio cada rayo es perpendicular a los frentes de onda. (Al mirar esta fuente de luz percibimos que nos llega un rayo o un haz de rayos) El sol esta lo suficientemente lejos, por lo cual un haz de rayos proveniente de él, os parece compuesto por una serie de rayos que son paralelos entre si. Un rayo de luz se puede considerar como la trayectoria seguida por los corpúsculos. Un rayo de luz es una idealización a partir de la cual pretendemos describir el comportamiento de la luz. A este estudio de la luz por medio del modelo de rayos se le llama óptica geométrica . La luz es energía que se transmite por medio de ondas electromagnéticas y como tal puede afectar partículas cargadas eléctricamente como los electrones.
- 18. Es un fenómeno conocido por todos desde los primeros años de infancia, pues desde entonces vemos la imagen que se produce de nosotros un espejo, o el reflejo que se produce en una superficie de agua. Por este fenómeno podemos ver tanto el paisaje como la imagen reflejada. Observa que hay simetría entre los objetos y las imágenes con respecto a la superficie del agua.
- 19. Para describir la reflexión de la luz debemos considerar una serie de elementos: RAYO INCIDENTE: Es el rayo que se dirige a la superficie RAYO REFLEJADO: Es el rayo que se aleja de la superficie después de la reflexión NORMAL: Es la línea recta imaginaria perpendicular a la superficie reflectora al punto donde se produce la reflexión ANGULO DE INCIDENCIA: Es el ángulo formado por la normal y el rayo incidente ANGULO DE REFLEXION: Es el ángulo formado por la normal y el rayo reflejado