Jorge Fernando Díaz PérezÓptica y acústica Profesor : Jaime Rivera Arias Grupo: 91L

• Óptica:• Rama de la física que analiza las características y

las propiedades de la luz, estudiando cómo se comporta y se manifiesta.

• Óptica física: estudia los fenómenos asociados a la aberración de lentes y espejos, la difracción, la espectroscopia (junto con la química) y aplicaciones como el microscopio y el telescopio.

• Óptica cristalina: tiene que ver con la propiedades refractantes de los diversos cristales que forman las sustancias química.

• Luz• La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas.

Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS.

• Fuente luminosa : Son aquellos objetos que transforman algún tipo de energía en luz. Se dividen en:

• LUZ NATURAL: La luz natural proviene del sol o bien del reflejo de la luz del sol en la luna cuando esta se encuentra llena. La luz natural tiene diferentes matices en intensidad, dureza, color y dirección. Esto debido a los movimientos de rotación y traslación de la tierra que sitúan al planeta en diversas posiciones frente al sol.

• LUZ ARTIFICIAL: La luz artificial en el mundo de la fotografía es un tipo de luz que proviene de elementos artificiales como focos, spots, flashes y cualquier objeto luminoso que pueda ser controlado por el hombre. Este tipo de luz, por tanto, brinda la posibilidad de manipular su dirección, color e intensidad.

• Luz Blanca• la luz blanca es una luz compuesta por la

superposición de todo el espectro de la luz visible. La luz blanca está compuesta por todos los colores del arcoíris: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Estos colores pueden ser separados y mostrados pasando la luz blanca a través de un prisma. El sol es la fuente natural de luz blanca de la Tierra, pero el hombre también la ha reproducido con dispositivos simples, como los bulbos de luz.

• Fuentes iluminosas• Una fuente de luz puede ser difusa o puntual. La

luz difusa incide sobre los objetos desde múltiples direcciones, proporcionando sombras menos nítidas cuanto más lejos esté un objeto de la superficie que oscurece. La luz puntual se origina en un punto más o menos reducido respecto al objeto que ilumina, pudiéndose hablar de una direccionalidad más o menos similar entre los rayos que emite, haciendo las sombras que un objeto proyecta mucho más nítidas o recortadas y que se hagan más grandes cuanto más cerca se sitúe el objeto de la fuente de luz y más lejos de la pantalla que recibe la sombra.

• Características principales de la luz.• Propagación rectilínea: la luz viaja en

línea recta.

• Reflexión: cuando la luz incide en una superficie lisa, regresa a su medio original.

• Refracción: la trayectoria de la luz cambia cuando penetra a un medio transparente

Velocidad de la luz

• La velocidad de la luz en el vacío es por definición una constante universal de valor 299 792 458 m/s (aproximadamente 186 282.397 millas/s)2 3 (suele aproximarse a 3·108 m/s), o lo que es lo mismo 9.46·1015 m/año; la segunda cifra es la usada para definir al intervalo llamado año luz.

• Cuerpos iluminados• . Los cuerpos iluminados son opacos, traslúcidos o

transparentes.• Los cuerpos opacos son los que no dan pasar la luz• Los cuerpos traslúcidos dejan pasar la luz pero no

permiten ver los objetos detrás de luz.• Los cuerpos transparentes dejan pasar la luz y

permiten ver con nitidez los objetos detrás de ellos.

• ¿Qué es el color?• El color es luz, es decir, una onda

electromagnética, cuya frecuencia está ubicada dentro del rango visible del espectro electromagnético.

• Hay tantos colores como frecuencias se puedan encontrar en el mencionado rango, es decir, hay infinitos colores.

• El ojo humano sólo puede distinguir algunas de esas frecuencias; así, por ejemplo, reconocemos y damos nombre a los colores que se perciben: verde, verde nilo, verde botella, etc. lodos éstos son colores de frecuencias próximas, o sea, son matices de un mismo color.

¿Que es un espejo?• Superficies que tienen la capacidad de reflejar

una imagen de la realidad. Los espejos están siempre compuestos de vidrio, aunque la tonalidad y la nitidez de lo que reflejan puede variar dependiendo del tipo de vidrio. La reflexión en el vidrio se da a partir de leyes de la física que tienen que ver con la incidencia de la luz y la superficie en sí sobre la cual esta se refleja.

Clasificación de los espejos• Planos: estos espejos presentan una superficie lisa sumamente pulida. La imagen que

dan estos espejos es como si el objeto reflejado se ubicara por detrás de la superficie del mismo, y no enfrente, como si se encontrara en el interior del mismo. Es por esto que se dice que la imagen que crea es virtual. Además, la imagen se caracteriza por ser simétrica, de igual tamaño al del objeto reflejado, derecha, es decir que mantiene la misma orientación que el reflejo La luz que se refleja en el espejo plano cumple con las leyes de la reflexión.

• Cóncavos: estos espejos se caracterizan por tener su superficie en forma de paraboloide donde su lado reflexivo se ubica en el interior del mismo, es decir dentro de su curvatura. En estos espejos, la ley de reflexión se cumple sólo cuando los rayos de luz que son emanados por el objeto son paralelos al eje central del espejo. Los espejos cóncavos pueden mostrar imágenes reales y virtuales. La primera se da cuando la imagen se encuentra del mismo lado que el objeto, en relación al espejo. La virtual, como se mencionó anteriormente, muestra al objeto y a la imagen en lados diferentes. Las características de la imagen, ya sea la orientación, distancia y altura son determinadas por la distancia en la que se ubique el objeto respecto del espejo.

• Convexos: en estos espejos, que también son una porción esférica, su parte reflexiva se ubica al exterior del mismo. No muestran imágenes reales porque los rayos de luz emanados del objeto no se intersecan entre sí, sino que se divergen tras rebotar, por lo tanto, imágenes que reflejan son siempre virtuales.

• Espejos Esféricos• Los espejos esféricos tienen la forma de la superficie que resulta cuando

una esfera es cortada por un plano. Si la superficie reflectora está situada en la cara interior de la esfera se dice que el espejo es cóncavo. Si está situada en la cara exterior se denomina convexo. Las características ópticas fundamentales de todo espejo esférico son las siguientes:

• Su formula es:

• n = 360/<a-1

• Donde n = numero de imágenes, 360 = < perigonal, < a = Angulo de abertura, - 1 = el objeto reflejado.

• Centro de curvatura C: Es el centro de la superficie esférica que constituye el espejo.

• Radio de curvatura R: Es el radio de dicha superficie.• Vértice V: Coincide con el centro del espejo.• Eje principal: Es la recta que une el centro de curvatura C con el vértice

V.• Foco: Es un punto del eje por el que pasan o donde convergen todos los

rayos reflejados que inciden paralelamente al eje. En los espejos esféricos se encuentra en el punto medio entre el centro de curvatura y el vértice.

• Espejos Planos• Un espejo plano es una superficie plana muy

pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (o superior) .

• Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. Son los que usamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.

Imagen virtual• Una imagen virtual está formada por la

proyección de los rayos reflejados o refractados (según sea el caso de un espejo o lente, respectivamente) en el dispositivo. Dichos rayos convergerán en un punto formando la Imagen virtual. (A diferencia de una imagen real que se forma con los rayos reflejados o refractados y no con sus proyecciones). Las imágenes virtuales tienen que ser vistas directamente, situando el ojo en el trayecto de los rayos, alterado por el sistema óptico. Las imágenes dadas por el objeto reflejado en un espejo liso, son siempre virtuales.

Imagen Real• La imagen real es aquella que se forma cuando,

tras pasar por el sistema óptico, los rayos de luz son convergentes. Esta imagen no la podemos percibir directamente con nuestro sentido de la vista, pero puede registrarse colocando una pantalla en el lugar donde convergen los rayos.

¿Como se forman las imágenes en espejos?• La formación de imágenes en los espejos son una

consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en la superficie del espejo. La óptica geométrica explica este familiar fenómeno suponiendo que los rayos luminosos cambian de dirección al llegar al espejo siguiendo las leyes de la reflexión.

Dioptria• La dioptría es la unidad que con valores positivos

o negativos expresa el poder de refracción de una lente o potencia de la lente y equivale al valor recíproco o inverso de su longitud focal (distancia focal) expresada en metros.

Enfermedades de la visión• Miopía • es un defecto o imperfección de la vista, que

consiste en una visión defectuosa de los objetos distantes, causada por la excesiva refracción del ojo, en el que los rayos procedentes de objetos situados a gran distancia forman el foco antes de llegar a la retina, siendo ya divergentes cuando lo alcanzan.

• Lentes divergentes• Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo de

los bordes hacia el centro. En este tipo de lentes, todo rayo que pase paralelamente principal, al refractarse se separa como si procediera de un foco principal.

• Hipermetropía:• es un trastorno de la visión, consistente en que

los rayos luminosos paralelos al eje del ojo, si no interviene la acomodación, convergen o forman foco detrás de la retina; este defecto visual se caracteriza principalmente por la dificultad de ver con claridad los objetos situados cerca de los ojos. El hipermétrope suele sufrir cefalalgias frontales que se manifiestan sobre todo al leer, escribir y coser con luz artificial. El tratamiento en la hipermetropía manifiesta exige el empleo de lentes convexas.

• Presbicia:• también denominada vista cansada. Es un defecto

o imperfección del présbita que consiste en la disminución de la capacidad de acomodación del ojo, por lo cual los objetos situados cerca de él se ven con dificultad, conservándose bien la visión lejana. La causa es congénita por alteración de los músculos de la acomodación. Su corrección de realiza con el uso de lentes convexas.

• Astigmatismo: • Imperfección del ojo o de los instrumentos

dióptricos, que hace confusa la visión, y consiste en que un punto luminoso determine una mancha lineal, elíptica o irregular. Es un defecto de los medios refringentes del ojo (cristalino, córnea), causantes de que los rayos luminosos en diferentes meridianos impidan la convergencia adecuada DE la luz en la retina. Tal aberración, frecuente en los niños y que se revela por su tendencia a ladear la cabeza al leer o escribir, se corrige con lentes cilíndricas.

• Cataratas:• es muy frecuente que al envejecer el cristalino se

vuelva opaco y no permita el paso de la luz. En esto consiste la catarata. Recuerda que muchos personajes históricos que vivieron muchos años, en su vejez se volvieron ciegos.

• Hoy se operan extirpando el cristalino e instalando en su lugar una lente plástica intraocular que hace su función y que no necesita ser sustituida en el resto de la vida.

Lupa• La lupa es un instrumento óptico que consta de

una lente convergente de corta distancia focal, que desvía la luz incidente de modo que se forma una imagen virtual ampliada del objeto por detrás de una. Una lente convergente puede conseguir que la imagen de un objeto se vea ampliada, y, por lo tanto, verla bajo un ángulo aparente mayor.

Microscopio• Funciona mediante 2 sistemas de lentes: una de ellas (el

objetivo) produce una imagen agrandada del objeto, mientras que la otra (el ocular) agranda ulteriormente la imagen.

• Los objetos a observar se colocan sobre un cristal y se iluminan por transparencia, mediante un pequeño espejo que refleja y concentra y concentra sobre ellos la luz ambiental. actualmente se utilizan también microscopios electrónicos capaces de agrandar millones de veces un objeto. Los elementos fundamentales de un microscopio normal de laboratorio son: el condensador, que ilumina el objeto examinar haciendo converger en él la luz de una fuente luminosa; el sistema

• de enfoque de la imagen; y las tuercas micrométrica, que permiten mover el cristal de tal forma que la parte a observar esté siempre enfocada

Telescopio• Usa el lente para capturar la mayor cantidad de luz que emite un

objeto, luego la enfoca y la transmite al ojo haciendo que los objetos lejanos sean muchos más visibles.

• Refractor: este telescopio usa dos lentes para enfocar la luz, el primero de estos lentes convergentes de forma convexa, tiene la función de refractar la luz capturando los rayos paralelos de un objeto y haciendo que converjan en un único punto lo que en realidad es una imagen muy pequeña. El segundo lente, más pequeño y por donde observamos todo es el que se encarga de magnificar esta pequeña imagen haciéndola más brillante y por eso la observamos mejor y más grande.

• Reflector: este tipo de telescopio no usa lentes, en su lugar utiliza espejos para enfocar toda la luz en un único punto. Se les llama espejos cóncavos y en vez de refractar la luz la reflejan, el primero reflejando la luz, enviándola al segundo y este a su vez al ocular. El problema con los telescopios reflectores es su tamaño pues llegan a ser tan grandes que una persona puede sentarse en el medio de ellos.