edentes de óptica des (c. 260 a.C) Óptica: Primera referencia acción. Tratamiento geométrico y teoría ológica aciones del ojo al objeto) ( c. 50) Catóptrica: reflexión meo (c.160) Óptica (perdida) : as cualitativas de la refracción
Jan 05, 2016
Antecedentes de óptica
Euclides (c. 260 a.C) Óptica: Primera referencia a la refracción. Tratamiento geométrico y teoría fisiológica (emanaciones del ojo al objeto)
Herón ( c. 50) Catóptrica: reflexión
Ptolomeo (c.160) Óptica (perdida) :teorías cualitativas de la refracción
Alhacen Perspectiva (965-1040) Matemático persaPrimera alternativa de rayos exteriores
Witelo (1270) Perspectiva Tabulación de ángulos de incidencia y refracción
Dietrich de Freiberg ( h. 1240-1310)(h. 1305) Explicación cualitativa del arco iris
La ciencia de la óptica
Kepler (1611) Dioptrice : teoría de la refracción
Willebrord Snel van Royen (1580-1626) Snellius. Astrónomo y matemático. Cyclometria sive de circuli dimensione (1621) Ley de la refracción (de Snell).
i r
t
Rayo incidente Rayo reflejado
Rayo transmitido
Normal
FronteraMedio (1)
Medio (2)
b)
sin
sin
i r
i i
t f
v
v
Luz blancaRojo
Violeta
Efecto de la refracción enun prisma
Espejismo debido a la refracción de la luz en el aire con un índice de refracción variable originado por las diferencias de temperatura
Pierre de Fermat (1601-1665) Matemático (1658) Principio de Fermat (tiempo mínimo)Último teorema de Fermat, demostrado por Andrew Wiles en 1994
Christiaan Huygens (1629-1695) Astrónomo, matemático y físico(1690) Tratado sobre la luz: Principio de Huygens
Isaac Newton (1704) Optics : Naturaleza corpuscular de la luz. Estudio del color con prismas. Lentes y anillo de Newton
Thomas Young (1773-1829) Físico, médico y egiptólogo(1800) Teoría ondulatoria de la luz
Experimento de Young, piedra de Rosetta, astigmatismo
Augustin Jean Fresnel (1788-1827) Físico(1810) Desarrollo de la teoría ondulatoria
polarización, difracción, lente de Fresnel
Lente de Fresnel de un faro
¿Qué son las ondas?Fenómeno casi universal
requieren: impulso externo de energía respuesta elástica
1 En la materia – sonido - de superficie - elásticas
2 En el vacío – ondas electromagnéticas
Se propaga la energía y el momento,¡ pero no la materia, que sólo oscila !
Propiedades: Velocidad constanteInterferencia
Onda transversal en una cuerda
Onda longitudinal en un muelle
t
),(0txy
X
),( 0txy
1x 2x
T
01t 2t
a)
b)
Componente espacial: definición de longitud de onda (λ)
Componente temporal: definición de período(T) y frecuencia(1/T)
RELACIÓN DE LA ONDA CON LA FUENTEEMISORA, CON EL MEDIO Y CON EL DETECTOR
La fuente determina la frecuencia y la amplitud (intensidad)
El medio determina la velocidad y, por tanto, la longitud de onda
Un cambio de medio implica igual frecuencia y cambio de velocidad y de longitud de onda
v fT
Ondas sonoras en el aire
Nota la central (440 Hz) de dos instrumentos distintos
Detección: Sonido – tono, timbre, intensidadLuz – color (frecuencias), intensidad
Interferencia constructiva
Interferencia destructiva
a)
b)
+
+ =
=
Interferencia de ondas
),( txE
Y
Z X),( txB
Onda electromagnética polarizada
Polarizador
Joseph von Fraunhofer (1787-1826)Aprendiz de óptico y físico(1815) red de difracción
rayas de Fraunhofer
1 = 488,0 nm
2 = 632,8 nm
21 1
22 2Difracción por una rendija estrecha de luz de dos longitudes de ondadistintas
Difracción por dos aberturas circulares
Christian Doppler (1803-1853)(1842) Efecto Doppler
Velocidad de las estrellas
Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) Físico(1859) las rayas de Fraunhofer son de elementos químicos: Comienzo de la espectroscopía(1863) Investigaciones sobre el espectro solar y los espectros de los elementos químicosLeyes de Kirchhoff (circuitos eléctricos)Ley de Kirchhoff (radiación)
Espectro del átomo de hidrógeno
Ole Roemer (1644-1710) Astrónomo(1679) Eclipses de Io
La medida de la velocidad de la luz
V = 230.000 km/s
James Bradley (1693-1762) Astrónomo. Director del observatorio de Greenwich(1727) : medida de la aberración estelar295.000 km/s
Principio de la aberración estelar
Louis Fizeau (1819-1896) Físico(1849) Primera medida de la velocidad de la luz con experimento terrestre315.000 km/s
Léon Foucault (1819-1868) Astrónomo, matemático y físico. Péndulo de Foucault, corrientes de Foucault(1850) Mejoró la medida de Fizeau: 300.000 km/sValor actual 299.792, 458 km/s
Albert Michelson (1852-1931) Físico. Premio Nobel (1907). Interferómetro. Velocidad de la luz. Determinación del diámetro de Betelgueuse.Edward Morley (1838-1923) Químico. Experimento de Michelson-Morley: velocidad de la Tierra respecto del “éter”.