La óptica es la parte de la física que estudia la luz

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Instituto Educativo Venezuela

Barinas Estado Barinas

Yeinny Segura

C.I. V-26.959.116

Semestre II

Prof. Luis Castillo

Barinas, Octubre de 2014.

Índice

Introducción

Estudio de la óptica 4

Propagación de ondas 20

Instrumentos ópticos 22

Conclusión 26

Bibliografía 27

Introducción

La óptica es la parte de la física que estudia la luz y los fenómenos relacionados con ella, y su estudio comienza cuando el hombre intenta explicarse el fenómeno de la visión.

Diferentes teorías se han ido desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz hasta llegar al conocimiento actual. Las primeras aportaciones conocidas son las de Lepucio (450 a.C.) perteneciente a la escuela atomista, que consideraban que los cuerpos eran focos que desprendían imágenes, algo así como halos oscuros, que eran captados por los ojos y de éstos pasaban al alma, que los interpretaba.

Los partidarios de la escuela pitagórica afirmaban justamente lo contrario: no eran los objetos los focos emisores, sino los ojos. Su máximo representante fue Apuleyo (400 a.C.); haciendo un símil con el sentido del tacto, suponían que el ojo palpaba los objetos mediante una fuerza invisible a modo de tentáculo, y al explorar los objetos determinaba sus dimensiones y color.

Dentro de la misma escuela, Euclides (300 a.C.) introdujo el concepto de rayo de luz emitido por el ojo, que se propagaba en línea recta hasta alcanzar el objeto.

Pasarían nada más que trece siglos antes de que el árabe Ajasen Basora (965-1039) opinara que la luz era un proyectil que provenía del Sol, rebotaba en los objetos y de éstos al ojo.

A lo largo del tema se ahondaran los conocimientos, así como también se estudiara la propagación de ondas y los aparatos o instrumentos ópticos existente.

Estudio de la óptica

El sentido de la visión es el medio de comunicación con el mundo exterior más importante que tenemos, lo que quizá pueda explicar por qué la óptica es una de las ramas más antiguas de la ciencia. En broma podríamos decir que la óptica comenzó cuando Adán vio a Eva por primera vez, aunque más seriamente podemos afirmar que tan pronto el hombre tuvo conciencia del mundo que habitaba se comenzó a percatar de muchos fenómenos luminosos a su alrededor, el Sol, las estrellas, el arco iris, el color del cielo a diferentes horas del día, y muchos otros. Estos fenómenos sin duda despertaron su curiosidad e interés, que hasta la fecha sigue sin saciarse completamente.

Antes de hablar de óptica conviene saber lo que ésta es. En forma estricta, podemos definir la óptica de acuerdo con la convención de la Optical Society of America, para la cual es el estudio de la luz, de la manera como es emitida por los cuerpos luminosos, de la forma en la que se propaga a través de los medios transparentes y de la forma en que es absorbida por otros cuerpos. La óptica, al estudiar los cuerpos luminosos, considera los mecanismos atómicos y moleculares que originan la luz. Al estudiar su propagación, lógicamente estudia los fenómenos luminosos relacionados con ella, como la reflexión, la refracción, la interferencia y la difracción. Finalmente, la absorción de la luz ocurre cuando la luz llega a su destino, produciendo ahí un efecto físico o químico, por ejemplo, en la retina de un ojo, en una película fotográfica, en una cámara de televisión, o en cualquier otro detector luminoso.

Sin embargo, con el fin de que la definición de la óptica quedara completa, la siguiente pregunta lógica sería: ¿qué es la luz? En forma rigurosa, aún no se tiene una respuesta completamente satisfactoria a esta pregunta, aunque sí podemos afirmar de manera muy general y elemental que la luz es esa radiación que al penetrar a nuestros ojos produce una sensación visual.

Por otro lado, más científicamente, sabemos que la luz es una onda electromagnética idéntica a una onda de radio, con la única diferencia de que su frecuencia es mucho mayor y por lo tanto su longitud de onda es mucho menor. Por ejemplo, la frecuencia de la luz amarilla es 5.4 x 108 MHz, a la que le corresponde una longitud de onda de 5.6 x 10-5cm. En el cuadro 1 se comparan las longitudes de onda de la luz con las de las demás ondas electromagnéticas. Según los instrumentos que se usen para observarlas, decimos que están en el dominio electrónico, óptico, o de la física de altas energías.

En un sentido mucho más amplio, se considera frecuentemente óptica al estudio y manejo de las imágenes en general, aunque éstas no hayan sido necesariamente formadas con luz o métodos ópticos convencionales. Éste es el caso del procesamiento digital de imágenes o de la tomografía computarizada, de las que hablaremos en la sección sobre procesamiento digital de imágenes.

Estudio de la óptica

La óptica, desde que se comenzó a estudiar seriamente, ha desempeñado un papel muy importante en el desarrollo del conocimiento científico y de la tecnología. Los principales avances de la física de nuestro siglo, como la teoría cuántica, la relatividad o los láseres tienen su fundamento o comprobación en algún experimento óptico. Por otro lado, también los grandes avances tecnológicos, como las modernas comunicaciones por fibras ópticas, las aplicaciones de los láseres y de la holografía tienen una base óptica.

Historia de la óptica

Entre los vestigios de las antiguas civilizaciones se han hallado objetos que testimonian el interés por los fenómenos ópticos. Por ejemplo, en las ruinas de Nínive, antigua capital asiria, fue encontrada una pieza de cristal de roca, pulida en forma de lente convergente. En Creta se hallaron dos lentes que datan de 1200 a. C. y que, según algún historiador fueron usadas como lentes de aumento.

Más antiguos aun, de entre los restos de tumbas egipcias se han extraído trozos de espejos metálicos, que probablemente no servían solo de adorno, sino también para desviar la luz del sol. ¿Cómo se explica uno de otra manera las hermosas decoraciones que cubren los muros interiores de las tumbas subterráneas, accesibles solo por estrechos retorcidos túneles? Porque resulta que no hay señal alguna de que sus autores hayan utilizado fuego para alumbrarse mientras pintaban.

Grandes filósofos, matemáticos e investigadores de la antigüedad se interesaron por el estudio de los fenómenos de la luz. Estos filósofos e investigadores como acristianes, los filósofos naturales los cuales confundían la luz con el fenómeno de la visión, los pitagóricos afirmaban que la visión es causada por la proyección de imágenes lanzadas desde los objetos hacia el ojo.

Varias otras afirmaciones por parte de Aristóteles en las cuales rechazaban dos teorías de la visión y proponía que el medio entre los objetos y el ojo desempeña un papel esencial. También los matemáticos griegos se preocuparon por la óptica, pero por sus aspectos geométricos, se planteaban afirmaciones acerca de porque los objetos se vuelven invisibles con la distancia, respondían que los rayos visuales que salen del ojo son divergentes, y cuando más se alejen de este, tanto más espacio dejan entre ellos. Observaciones geométricas tan importantes como la propagación rectilínea de la luz, y la igualdad de los ángulos de incidencia y de reflexión se hallan en los escritos sobre óptica atribuidos a Euclides, el grandioso geómetra alejandrino.

Un ejemplo del uso de los espejos cóncavos, según la historia empleó los siracusanos para quemar las naves del invasor romano y que fueron producto de los estudios ópticos de Arquímedes. Arquímedes escribe en su obra catóptrica: "el rayo, sea o no reflejado, sigue siempre el camino mas corto entre el objeto y el ojo". Y así otras grandes afirmaciones hechas por personajes que se interesaron en el análisis de la óptica e iniciaron el camino hacia las investigaciones futuras.

Óptica en la edad media

El célebre científico árabe Ibn al-Haytham, conocido en Europa como Al-Hazan o Al-Hazen, quien vivió en el siglo x es el principal contribuyente de la óptica en la edad media.

Al-Hazen se dedico con éxito a examinar las obras de os griegos y las mejoro. Ejemplo de ello es que logro establecer una distinción clara entre la luz como entidad física y el ojo como detector. Hizo importantes adelantos en la óptica de lentes y espejos y fue el primero en analizar correctamente los principios de la cámara oscura. Hizo un buen cálculo de la altura de la atmosfera, basado

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