5.1 Introducción a la óptica.

 

 

La palabra física tiene su origen en el idioma latín, con la palabra  physĭcus, y este a su vez se deriva del griego:  φυσικός , physikós que significa: 'relativo a la naturaleza'. Entenderemos en el contexto de la Ingeniería que la Física se refiere al estudio de las leyes que rigen el comportamiento de los fenómenos que ocurren en la naturaleza, entre ellos la naturaleza física de la luz.

 

El sentido que tiene la física en la formación de estudiantes de ingeniería no es otro sino a llegar a comprender los fenómenos naturales relacionados con la profesión del Ingeniero, esto a fin de mejorar productos, procesos o servicios existentes, así como lograr condiciones que faciliten el descubrimiento de nuevos fenómenos y su comprensión. De esta forma, es posible lograr condiciones que permitan diseñar y desarrollar nuevas tecnologías [1].

 

La Real Academia de la Lengua Española, indica que la palabra luz tiene su origen en el idioma latín, con las palabras: lux y lucis. Así mismo, existen diversos significados, dependiendo del contexto en que se utiliza. Una de estas definiciones indica que la luz es el agente físico que hace visibles los objetos. Evidentemente, esta concepción aplica únicamente para la luz dentro de una pequeña franja como  espectro de luz visible para nosotros los humanos, ya que en un sentido estricto la luz también se manifiesta en todo el espectro electromagnético.

 

De esta manera, es fundamental entender que la luz es la emisión de radiación en todo el espectro electromagnético y que una parte de todo el espectro incluye la luz visible, es decir: las ondas electromagnéticas que pueden ser percibida por el ojo humano. La velocidad de propagación de la luz visible se ha determinado de 299 792,458 km/s. Lo que representa que a esa velocidad se podrían dar poco más de siete vueltas a nuestro planeta en un segundo [2].

 

De acuerdo a la Real Académica de la Lengua Española, la palabra Óptica proviene del latin medieval con la palabra opticus, que significa  'relativo a la visión', y este del griego: ὀπτικός optikó. De acuerdo a la RAE y al contexto de la presente asignatura, Óptica se refiere a la parte de la física que estudia las leyes y fenómenos de la luz.

 

Fig.1 Espectro electromagnético.

 

El ojo humano, por lo general es capaz de percibir la luz visible en longitudes de onda que van de los 400 nm a 700 nm, en donde la frecuencia de luz visible se encuentra en el rango de 400 a 790 [THz], a continuación de muestra una tabla de longitudes de onda y frecuencias de colores en el espectro visible.

 

Tabla. Colores en el espectro visible.

Color

Longitud de onda

Frecuencia

Violeta

380 – 440 nm

790 – 680 THz

Azul

440 – 485 nm

680 – 620 THz

Cian

485 – 500 nm

620 – 600 THz

Verde

500 – 565 nm

600 – 530 THz

Amarillo

565 – 590 nm

530 – 510 THz

Anaranjado

590 – 625 nm

510 – 480 THz

Rojo

625 – 750 nm

480 – 405 THz

 

 

La óptica, siendo un área de conocimiento bastante amplia se ha clasificado en tres principales ramas que se complementan dada la complejidad de los fenómenos que presenta la luz.

 

 

Óptica geométrica.

Dedicada al estudio, investigación y aplicación de las leyes de reflexión y refracción de la luz.

·         Propagación rectilínea.

·         Velocidad finita.

·         Reflexión.

·         Refracción.

 

 

 

Óptica Ondulatoria (Óptica electromagnética, Óptica de Fourier, Óptica Electrónica).

Dedicada al estudio, investigación y aplicación de física ondulatoria de la luz.

·         Difracción.

·         Interferencia.

·         Polarización.

·         Doble refracción.

 

 

 

 

Óptica Cuántica.

Dedicada al estudio, investigación y aplicación de los fenómenos cuánticos de la luz.

·         Efecto fotoeléctrico.

·         Efecto Compton.

·         Excitación atómica.

·         Producción de pares.

 

 

 

 

 

 

 

 

Referencias:

 

[1] Vargas E., Apuntes de física clásica, 2022., sitio en internet: www.mecatronica.net/emilio/fisica, consulta: 17/04/2022.

[2] Conecta 5 Telecinco S.A., cuatro.com, La luz consigue dar siete vueltas y media la vuelta a la tierra en tan solo un segundo, 2022, sitio en internet: https://www.cuatro.com/cuatroaldia/ciencia/luz-tierra-velocidad-siete-veces-vuelta_0_2693775026.html , consulta: 17/04/2022.