Optica

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DE PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “RAFAEL MARIA BARALT”

PROYECTO: PROYECTO DE INGENIERIA EN MANTENIMIENTO MECANICO

PROGRAMA: INGENERIA Y TECNOLOGIA

ALTAGRACIA EDO-ZULIA

OPTICA

INTEGRANTES

FUENTES, VERIOSKA

GARCIA, MYCHELL

QUIÑONES, WINSLOW

SOTO, JOSE DAVID

ALTAGRACIA, DICIEMBRE DE 2012

ESQUEMA

La naturaleza ondulatoria de la luz.

Índice de difracción.

Reflexión formación de imágenes en espejos esféricos.

Ley de Snell de la refracción.

Reflexión interna total.

Lentes delgados.

El experimento de Young.

Difracción.

Polarización de ondas luminosas

Relatividad y mecánica cuántica.

El principio de la relatividad de Einstein.

Energía relativa.

Equivalencia de masa y energía.

Relatividad y electromagnetismo.

Fotones y ondas.

Propiedades ondulatorias de la masa.

INTRODUCCIÓN

Hasta el tiempo de Isaac newton (1642-1727) la mayoría de los científicos pensabas que la luz consistía en corrientes de partículas (conocidas como corpúsculos) emitidas por las fuentes de luz. Galileo y otros intentaron (infructuosamente) medir la rapidez de la luz. Hacia 1665, se empezaron a descubrir pruebas de las propiedades ondulatorias de luz. Para principios del XIX, ya era muy evidente que la luz es una onda.

También hablaremos del índice difracción que es relación entre la velocidad de la luz en el vacío y su velocidad en un medio. Numéricamente se define como la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de la onda refractada; esta relación se denomina ley de Snell.

Donde se estará desarrollando plenamente mas adelante para poder cubrir todas las expectativas deseadas y poder obtener el pleno de los conocimientos deseados.

LA NATURALEZA ONDULATORIA DE LA LUZ

Hasta el tiempo de Isaac newton (1642-1727) la mayoría de los científicos pensabas que la luz consistía en corrientes de partículas (conocidas como corpúsculos) emitidas por las fuentes de luz. Galileo y otros intentaron (infructuosamente) medir la rapidez de la luz. Hacia 1665, se empezaron a descubrir pruebas de las propiedades ondulatorias de luz. Para principios del XIX, ya era muy evidente que la luz es una onda.

En 1873, James Clerk maxwell predijo la existencia de las ondas electromagnéticas y calculo la rapidez de la propagación. Este desarrollo, junto con el trabajo experimental de Heinrich Hertz, iniciado en 1877, demostró de manera concluyente que la luz es en efecto una onda electromagnética.

ÍNDICE DE DIFRACCIÓN

Relación entre la velocidad de la luz en el vacío y su velocidad en un medio. Numéricamente se define como la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de la onda refractada; esta relación se denomina ley de Snell.

En general, para todos los materiales la velocidad de la luz que los atraviesa es menor que la velocidad de la luz en el vacío, por lo que sus índices de refracción son superiores o iguales a la unidad. La luz tiene una velocidad dada por el producto entre la longitud de onda y su frecuencia, por lo cual un medio tendrá diferentes índices de refracción para las diferentes longitudes de onda de la luz que lo atraviesa. Este fenómeno se conoce como dispersión de los índices de refracción. Para el espectro de la luz visible, la dispersión en los cristales se da generalmente entre las longitudes de onda de 4.308D (línea G) y 6.870D (línea B).

Un medio isótropo es aquél para el cual existe un único índice de refracción, es decir, que el índice de refracción es el mismo independientemente de la dirección en que la luz lo cruce atravesado. Un medio con más de un índice de refracción permite el paso de la luz según unas direcciones determinadas, recibiendo el nombre de medio anisótropo.

Los índices de refracción se utilizan en la determinación del relieve de los minerales cuando se analizan en un microscopio de polarización. Cuanto mayor sea la diferencia entre los índices de refracción de un cristal y del medio en el que se encuentra, mayor será el relieve de dicho mineral.

ECUACIÓN DE LORENTS-LORENTS

ECUACIÓN DE ERYCKMAN

ECUACIÓN DE NEWTON

ECUACIÓN DE GLASTONE – DALE

ECUACIÓN DE EDWARS

Donde:

n = Índice de refracción

M = Peso molecular

d = Densidad

REFLEXIÓN FORMACIÓN DE IMÁGENES EN ESPEJOS ESFÉRICOS.

El mejor método para estudiar la formación de imágenes en los espejos es por medio de la óptica geométrica .Este método consiste en considera la reflexión de pocos rayos divergentes de algún punto de un objeto ó que no se encuentre en el eje del espejo. El punto en el cual se intersecan todos los rayos reflejados determinara la ubicación de la imagen. Cada uno de los rayos en un espejo convergente y divergente sigue las siguientes reglas:

• Rayo I: Un rayo paralelo al eje del espejo pasa ´por el punto focal de un espejo cóncavo o parece provenir del punto focal de un espejo convexo.

• Rayo II: Un rayo que pasa por el punto focal de un espejo cóncavo se refleja paralelamente al eje del espejo.

• Rayo III: Un rayo que avanza a lo largo de un radio del espejo se refleja a lo largo de su trayectoria original. En cualquier situación solo son necesarios dos rayos para localizar la imagen de un punto.

Reflexión: La reflexión de la luz ocurre cuando un rayo incluye sobre la superficie

Refracción: La refracción de la luz ocurre cuando un rayo pasa de un medio de propagación a otros.

Difracción: La luz rodea directamente los bordes de los objetos.

LEY DE SNELL DE LA REFRACCIÓN

Consideremos un frente de ondas que se acerca a la superficie de separación de dos medios de distintas propiedades. Si en el primer medio de la velocidad de propagación de las ondas es v1 y en el segundo medio es v2 vamos a determinar, aplicando el principio de Huygens, la forma del frente de onda un tiempo posterior t.

A la izquierda, se ha dibujado el frente de ondas que se refracta en la superficie de separación de dos medio, cuando el frente de ondas incidente entra en contacto con el segundo medio. Las fuentes de ondas secundarias situadas en el frente de ondas incidente, producen ondas que se propagan en todas las direcciones con velocidad v1 en el primer medio y con velocidad v2 en el segundo medio. La envolvente de las circunferencias trazadas nos da la forma del frente de ondas después de tiempo t, una línea quebrada formada por la parte del frente de ondas que se propaga en el primer medio y el frente de ondas refractado que se propaga en el segundo.

El frente de ondas incidente forma un ángulo θ1 con la superficie de separación, y frente de ondas refractado forma un ángulo θ2 con dicha superficie.

En la parte central de la figura, establecemos la relación entre estos dos ángulos.

En el triángulo rectángulo OPP’ tenemos que

v1•t=|OP’|•senθ1

En el triángulo rectángulo OO’P’ tenemos que

v2•t=|OP’|•senθ2

La relación entre los ángulos θ1 y θ2 es

REFLEXIÓN INTERNA TOTAL

Es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz, atraviesa un medio de índice de refracción n2 menor que el índice de refracción n1 en el que éste se encuentra, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente.

Este fenómeno solo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor crítico, θ c. Para ángulos mayores la luz deja de atravesar la superficie y es reflejada internamente de manera total. La reflexión interna total solamente ocurre en rayos viajando de un medio de alto índice refractivo hacia medios de menor índice de refracción.

La reflexión interna total se utiliza en fibra óptica para conducir la luz a través de la fibra sin pérdidas de energía. En una fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción más grande que el material que lo rodea. El ángulo de la incidencia de la luz es crítico para la base y su revestimiento y se produce una reflexión interna total que preserva la energía transportada por la fibra.

En aparatos de óptica se prefiere utilizar la reflexión total en lugar de espejos metalizados. Como ejemplo de utilización de la reflexión total en aparatos corrientes encontramos el pentaprisma de las cámaras fotográficas réflex y los Prisma de Porro o Schmidt-Pechan de los prismáticos.

La reflexión interna total es responsable de los destellos de luz que se observan en un

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