Física 2. Óptica.

1. Física - 2º Bachillerato Tema 4: Óptica

4. Christiaan Huygens (1629-1695), astrónomo, matemático y físico holandés nacido en La Haya. Sus numerosos y originales descubrimientos científicos le valieron un amplio reconocimiento entre los científicos del siglo XVII. Entre sus descubrimientos destaca el principio (posteriormente llamado principio de Huygens) que establece que todo punto de un frente de ondas que avanza, actúa como una fuente de nuevas ondas. A partir de este principio, Huygens desarrolló la teoría ondulatoria de la luz. En 1655 encontró un nuevo método para pulir las lentes, con lo que obtuvo una imagen más nítida que le permitió descubrir un satélite de Saturno y dar la primera descripción precisa de los anillos de este planeta. La necesidad de una medida exacta del tiempo en la observación del cielo le llevó a utilizar el péndulo para regular el movimiento de los relojes. En 1656 inventó un ocular de telescopio que lleva su nombre. En su obra Horologium oscillatorium (1673) determinó que realmente existe una relación entre la longitud de un péndulo y el periodo de oscilación, y desarrolló varias teorías sobre la fuerza centrífuga en los movimientos circulares que ayudaron al físico inglés Isaac Newton a formular las leyes de la gravedad. En 1678 descubrió la polarización de la luz mediante la doble refracción en la calcita.

6. Espectro Electromagnético La luz visible es el tramo de frecuencias del espectro electromagnético que nuestros ojos son capaces de detectar

13. Reflexión total Se produce cuando la luz pasa de un medio a otro de menor densidad (por ejemplo, del agua al aire). Ángulo límite es aquel ángulo de incidencia para el que el ángulo refractado es de 90º Si el ángulo de incidencia es mayor que el límite, el rayo de luz se refleja.

20. Efecto fotoeléctrico Una serie de experimentos iniciados en 1887 demostró que el efecto fotoeléctrico externo tenía determinadas características que no podían explicarse por las teorías de aquella época, que consideraban que la luz y todas las demás clases de radiación electromagnética se comportaban como ondas. Por ejemplo, a medida que la luz que incide sobre un metal se hace más intensa, la teoría ondulatoria de la luz sugiere que en el metal se liberarán electrones con una energía cada vez mayor. Sin embargo, los experimentos mostraron que la máxima energía posible de los electrones emitidos sólo depende de la frecuencia de la luz incidente, y no de su intensidad. En 1905, para tratar de explicar el mecanismo del efecto fotoeléctrico externo, Albert Einstein sugirió que podría considerarse que la luz se comporta en determinados casos como una partícula, y que la energía de cada partícula luminosa, o fotón, sólo depende de la frecuencia de la luz. Para explicar el efecto fotoeléctrico externo, Einstein consideró la luz como un conjunto de "proyectiles" que chocan contra el metal. Cuando un electrón libre del metal es golpeado por un fotón, absorbe la energía del mismo. Si el fotón tiene la suficiente energía, el electrón es expulsado del metal. La teoría de Einstein explicaba muchas características del efecto fotoeléctrico externo, como por ejemplo el hecho de que la energía máxima de los electrones expulsados sea independiente de la intensidad de la luz. Según la teoría de Einstein, esta energía máxima sólo depende de la energía del fotón que lo expulsa, que a su vez sólo depende de la frecuencia de la luz. La teoría de Einstein se verificó por experimentos posteriores

21. Óptica Geométrica

22. Espejo plano La imagen formada por un espejo plano es virtual, derecha y simétrica respecto al plano del espejo

23. Espejos Esféricos Los espejos esféricos son aquellos cuya superficie está constituída por un casquete esférico Elementos de un espejo esférico Centro de Curvatura = C (Centro de la superficie del espejo) Radio de Curvatura = R (Distancia de C al espejo) Centro del espejo = O (Origen del sistema de coordenadas) Eje principal o eje óptico = Recta que pasa por O y C Foco = F (Punto del eje por el que pasan los rayos paraxiales o sus prolongaciones) Distancia focal = f (Distancia entre O y F)

26. Cálculo de la distancia focal f = R / 2 La distancia focal ( f ) de un espejo esférico es la mitad del radio de curvatura (R)

31. Ejercicio Resuelto

32. Ejercicio Nº 5 ¿Dónde se forma la imagen?¿Cuál es su tamaño?

42. Ejercicio Resuelto

43. Ejercicio Nº 8

44. Ejercicio Nº 9

49. El microscopio

50. El Ojo Humano

51. Acomodación del ojo Visión normal. La imagen se forma en la retina El cristalino modifica su curvatura gracias a la presión que ejercen los músculos ciliares. Si una cámara enfoca variando la distancia del lente objetivo a la película, el ojo enfoca variando la potencia de la lente

52. Defectos de la visión Hipermetropía. La imagen se forma detrás de la retina Miopía. La imagen se forma delante de la retina

53. Daltonismo Prueba del daltonismo Esta imagen forma parte de la prueba estandarizada para el daltonismo. Los individuos con una visión normal del color ven el número 57, mientras que aquellos con deficiencias para el rojo y el verde ven el número 35. El daltonismo, una incapacidad para distinguir entre el verde y el rojo y, algunas veces, entre el azul y el amarillo, está causado por un defecto en uno de los tres tipos de células sensibles al color de la retina. El daltonismo afecta aproximadamente a una de cada treinta personas.