La óptica es una rama de la Física que estudia la luz, un fenómeno directamente relacionado con la visión, que ha sido objeto de experimentación humana desde la antigüedad.
Como rama de la Física , la Óptica tiene como objetivo el estudio de la luz, así como de los fenómenos relacionados con ella. La gente ya se interesaba por el tema miles de años antes de Cristo, aunque hacían experimentos rústicos.
El objeto de la Óptica es la luz, ya que es lo que se estudia en esta rama de la Física. Y la forma en que se percibe esta luz cambia la forma del estudio. Los fenómenos de reflexión, refracción y difracción pueden afectar a la luz .
También es importante recalcar que los medios por los que se propaga la luz marcan la diferencia a la hora de ver el objeto. El medio puede ser transparente, translúcido y opaco.
Contexto histórico
Los hallazgos históricos demuestran que los cristales se utilizaron para observar las estrellas en el cielo, y esto en 2283 aC. Incluso en la antigüedad, la lente de cristal se usaba para agrandar objetos en Asiria. Los griegos incluso encendían el fuego con lentes de vidrio.
También es importante destacar la hazaña de Bradley, ya que en 1728 calculó la velocidad de la luz. Habiendo llegado a la siguiente fórmula: c = 3,08 x 10¹0 cm/s.
No se puede hablar de Óptica sin recordar al físico holandés Christiaan Huygens. Completó estudios de que la luz podía ser una onda, sólo que en el lejano año de 1678. Finalmente, Isaac Newton aportó con la teoría de la variación del índice de refracción de la luz por la variación del color.
La luz es el objeto Óptica
Decir que la luz es el objeto de la óptica significa que es lo que se estudia en esta rama de la Física. La luz se propaga en todas las direcciones posibles, así como en línea recta. Los fenómenos de la luz varían de diferentes formas, pero estudiarlos requiere de varias áreas de la Física.
La luz se puede alterar en términos de cómo se percibe, lo que cambiará la forma en que la estudias. Los fenómenos que afectan a la luz y la alteran son: la reflexión, la refracción y la difracción.
Los principios de la óptica
Los principios fundamentales de la Óptica son la Propagación Rectilínea, la Independencia de los Rayos de Luz y la Reversibilidad de la Luz. Según el Principio de Propagación Rectilínea, la luz siempre viaja en línea recta.
El Principio de Independencia de los Rayos de Luz dice que los rayos de luz son independientes. Incluso si se cruzan, su dirección no cambiará.
El Principio de Reversibilidad de la Luz, obviamente, establece que la luz es reversible. Un ejemplo clásico: así como vimos a una persona en el espejo, también nos verá. De ello se deduce que los rayos de luz siempre siguen el mismo camino en la dirección opuesta.
Los medios en los que se propaga la luz
Ya se ha encontrado que la luz se propaga en tres tipos diferentes de medios: transparente, translúcido y opaco.
Los rayos de luz pasan en orden cuando están en medios transparentes, lo que hace posible que los objetos sean reconocidos. En Óptica, el mejor ejemplo de un medio transparente es el aire en la atmósfera.
La luz también pasa por medios translúcidos , aunque ocurre de forma desorganizada. Como resultado, la imagen de un cuerpo no se muestra claramente. El vidrio esmerilado es un ejemplo de un medio translúcido para la propagación de la luz.
La imagen no se puede ver a través de un medio opaco, ya que la luz no lo atraviesa. Una pared o una roca son ejemplos de medios opacos.
¿Cuáles son las fórmulas de la óptica?
Como en muchas áreas de la Física, la Óptica también tiene leyes y fórmulas. Contribuyen a sus cálculos, así como a la comprensión de sus fenómenos. Por lo tanto, en la Ley de Refracción, i = r. Es decir: i = ángulo de incidencia, r = ángulo de reflexión.
En los espejos planos, la imagen virtual es directa, además de tener el mismo tamaño que el objeto. En espejos convexos y lentes convergentes, la imagen virtual es directa, pero más pequeña que el objeto.
En la asociación de espejos planos, n = 360º / α – 1. Es decir: n = número de imágenes, α = ángulo de apertura entre los espejos . También es importante destacar la Ecuación de Gauss, en la que 1/f = 1/di + 1/do. Es decir: f = distancia focal, di = distancia de la imagen, do = distancia del objeto.
En ampliación, A = f / f – do. Es decir: A = aumento, f = distancia focal, do = distancia del objeto. En Refracción de la Luz , existe el índice absoluto de refracción en un medio nm = c/vm. Es decir: nm = índice de refracción en el medio, c = velocidad de la luz en el vacío, vm = velocidad de la luz en el medio.
Énfasis en la Ley de Snell-Descartes, es decir, n1sen(i) = n2sen(r). Es decir: n1 = índice de refracción del medio 1, i = ángulo de incidencia, n2 = índice de refracción del medio 2, r = ángulo de refracción.
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