Óptica
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CATEDRA DE FISICA
Facultad de Ciencias Agrarias
Universidad Nacional de Jujuy.
CICLO LECTIVO 2012
Carreras:
Ing. Agronmica
Lic en Bromatologa
Lic en Biologa
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TEMASTEMAS::
CinemticaEsttica
DinmicaTrabajo y Energa
HidrostticaHidrostticaHidrodinmica
Calorimetra
ElectrostticaElectrodinmica
ptica
Termodinmica
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OPTICAOPTICA
La ptica se ocupa no slo de la luz visible de cualquierlongitud de onda, sino tambin de los rayos ultravioletas yX, de longitud de ondas ms cortas y de los rayos infrarrojos
OpticaOptica:: es la parte de la fsica que estudia la luz y losfenmenos luminosos en general.
X, de longitud de ondas ms cortas y de los rayos infrarrojosde longitud de ondas ms largas y que llegan hasta la reginde las microondas de radio.
Adems de las diferencias en longitudes de onda, la ptica sepuede dividir en tres ramas, siguiendo el orden de suaceptacin y utilizacin: ptica geomtrica, ptica fsica yptica cuntica.
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OPTICAOPTICAptica geomtrica: Estudia los fenmenos en que slointeresa la radiacin luminosa como rayo rectilneo en unmedio homogneo, sin intervencin de hiptesis sobre sunaturaleza, modo de propagacin u origen, la reflexin enun medio y la refraccin en medios diferentespticamente.
ptica fsica: considera la luz como ondaptica fsica: considera la luz como ondaelectromagntica, es el estudio de los fenmenos que serefieren a las caractersticas de la fuente, a la velocidad ynaturaleza de la radiacin luminosa. El concepto de ondada la explicacin ms directa de los fenmenos deinterferencia, difraccin y polarizacin.
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OPTICAOPTICA
ptica cuntica: comenz al aplicarse la teora cuntica dela radiacin a la explicacin de la interaccin de la luz conla materia, conocida como efecto fotoelctrico y de laregularidad de las longitudes de onda de las rayasespectrales emitidas por los tomos.
Fuentes luminosas: son cuerpos que producen o emitenFuentes luminosas: son cuerpos que producen o emitenradiaciones capaces de impresionar nuestro sentido de lavista, por ejemplo el Sol. Pueden ser naturales oartificiales.
Cuerpos iluminados: son los que reflejan la luz quereciben de las fuentes, la que, de ese modo llega anuestros ojos en forma indirecta.
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OPTICAOPTICA
La radiacin de cualquier foco suele extenderse ms all de la gama de longitudes de onda perceptible por el ojo.
Sin embargo, como slo una porcin de la radiacin totalcae dentro de la gama visible, el sol no es un fococae dentro de la gama visible, el sol no es un focoperfectamente eficaz de la luz visible.
Las radiaciones electromagnticas pueden clasificarse como:
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OPTICAOPTICA
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OPTICAOPTICA
Espectro VisibleEspectro Visible
Velocidad de la LuzVelocidad de la Luz
Debido al valor excesivamente grande de la velocidad de laluz, su determinacin exige medidas de distancias muylargas o de intervalos de tiempos muy cortos.
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OPTICAOPTICA
Velocidad de la LuzVelocidad de la Luz
Debido al valor excesivamente grande de la velocidad de laluz, su determinacin exige medidas de distancias muylargas o de intervalos de tiempos muy cortos.largas o de intervalos de tiempos muy cortos.
Teniendo en cuenta los resultados, tanto de los mtodosdirectos como de los mtodos indirectos, el mejor valoraceptado para la velocidad de la luz en el vaco es de c=299,790km/s.
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OPTICAOPTICA
La luz una vez que se propaga, puede incidir sobrediferentes superficies
Que parte de su energa vuelva al medio del que
Cuando una onda luminosa llega a la superficie de contactode dos medios pticamente diferentes 1 y 2, puede ocurrir:
Que parte de su energa vuelva al medio del queproviene: reflexinreflexin,
Que parte sea absorbida y pase al segundo mediovariando su velocidad de propagacin y conservando sufrecuencia: refraccinrefraccin..
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OPTICAOPTICA
REFLEXION DE LA LUZREFLEXION DE LA LUZ
iI R
N
r
Cuando un rayo luminoso propagndose enun medio, llega a la superficie de separacincon otro medio, puede ocurrir que vuelva almismo medio, este fenmeno se denominaREFLEXION.REFLEXION.
Para el estudio vamos a considerar:I= Rayo IncidenteN= Normali= Angulo incidenteR= Rayo reflejador= Angulo de reflexin
En el fenmeno de la reflexin se cumplen las siguientes leyes:
El rayo incidente, el reflejado y la normal se
encuentran en el mismo semiplano.
El ngulo de incidencia y el ngulo de
reflexin son iguales. i = r
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OPTICAOPTICA
REFRACCION DE LA LUZREFRACCION DE LA LUZ
iI
N
Puede ocurrir que un rayo luminosopropagndose en un medio 1, llegue a lasuperficie de separacin con otro medio 2,al atravesarlo se propaga con veloc distintaa la de incidencia, este fenmeno se
1a la de incidencia, este fenmeno sedenomina REFRACCION
Para el estudio vamos a considerar:I= Rayo IncidenteN= Normali= Angulo incidenteR= Rayo refractador= Angulo de refraccion
Para la refraccin se cumplen que el ngulo deincidencia i est relacionado con el ngulo derefraccin r a travs de la ley determinadaexperimentalmente por Snell
Rr
1
2
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OPTICAOPTICA
la razn del seno del ngulo de incidencia al seno delngulo de refraccin es igual a una constante,
denominada ndice de refraccin del medio 2 respecto al
medio 1:
Ley de Ley de SnellSnell
n2=ndice de refraccin absoluto del medio 2n2=ndice de refraccin absoluto del medio 2n1=ndice de refraccin absoluto del medio 1n2-1 es el ndice de refraccin relativo del medio enel que penetra la luz (2) con respecto del mediodel que proviene (1)
La ley de Snell, tambin se puede expresar:
v1=velocidad de propagacin en el medio 1v2=velocidad de propagacin en el medio 2
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OPTICAOPTICA
Al pasar la luz de un medio de ndice de refraccin n1 a otro n2,con n2
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OPTICAOPTICA
Lentes Lentes
Una lente consiste en un cuerpo transparente con por lomenos una cara o superficie curva.
Su utilidad radica en el poder que tiene de variar laconvergencia o divergencia de un haz luminoso yconvergencia o divergencia de un haz luminoso ymagnificar las dimensiones de la imagen obtenida a travsde ella.
Segn el efecto que producen en un haz de rayosparalelos, hay dos clases generales de lentes:convergentesconvergentes y divergentesdivergentes.
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OPTICAOPTICA
LENTES CONVERGENTESLENTES CONVERGENTES
Los rayos inicialmente paralelos convergen despus de atravesar la lente.
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OPTICAOPTICA
LENTES CONVERGENTES: DIAGRAMALENTES CONVERGENTES: DIAGRAMA
y
x
e e
o F F i
y
x
y
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OPTICAOPTICA
LENTES DIVERGENTESLENTES DIVERGENTES
Los rayos inicialmente paralelos divergen despus de atravesar la lente.
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OPTICAOPTICA
LENTES DIVERGENTES: DIAGRAMALENTES DIVERGENTES: DIAGRAMA
y
x
e e
o F F
y
x
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OPTICAOPTICATodos los elementos descriptos se relacionan de la siguiente manera:
Potencia de una lente: