Conceptos Fundamentales de Óptica: Leyes de la Luz, Espejos y Refracción

Fundamentos de Óptica Geométrica y Fenómenos Luminosos

Propagación y Velocidad de la Luz

• La luz se propaga en línea recta en los medios transparentes y homogéneos.
• La velocidad de la luz es de 300 000 km/s (aproximadamente).

Índice de Refracción Absoluto

Se llama índice de refracción absoluto de una sustancia a la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad a través de dicha sustancia. Se representa con la letra n.

Leyes de la Reflexión

La reflexión ocurre cuando la luz incide sobre una superficie especular. Se rige por dos principios fundamentales:

1. Cuando la luz se refleja en una superficie especular, el rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en un mismo plano (Primera Ley de la Reflexión).
2. El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia (Segunda Ley de la Reflexión).

Espejos y Formación de Imágenes

Espejos Planos

Las imágenes que se forman en los espejos planos son virtuales, derechas y del mismo tamaño que el objeto.

Espejos Esféricos

La superficie de un espejo esférico es una porción de esfera o un casquete esférico:

• Cuando la cara interna del casquete actúa como espejo, se llama espejo cóncavo.
• Cuando la cara que actúa como espejo es la externa, el espejo es convexo.

Leyes de la Refracción

La refracción es el cambio de dirección que experimenta la luz al pasar de un medio a otro.

1. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en un mismo plano (Primera Ley de la Refracción).
2. La relación entre los senos de los ángulos de incidencia y de refracción es siempre constante para dos medios determinados, y es igual al índice de refracción del segundo medio dividido por el índice de refracción del primer medio (Segunda Ley de la Refracción o Ley de Snell).

Fenómenos Límite: Reflexión Total

El ángulo de incidencia que da lugar a una refracción de 90° se llama ángulo límite. Para incidencias superiores al ángulo límite, no es posible la refracción; la luz se refleja totalmente. Este fenómeno se llama reflexión total.

Lentes: Definición, Tipos y Potencia

Una lente es un cuerpo transparente limitado por dos superficies, de las cuales, al menos una es curva.

Clasificación de Lentes

• Las lentes convergentes tienden a unir los rayos que las atraviesan.
• Las lentes divergentes tienden a separar los rayos que las atraviesan.

Distancia Focal y Dioptrías

La distancia focal es la distancia entre el foco principal de una lente y su centro óptico. La potencia de una lente se mide por la inversa de la distancia focal y se expresa en dioptrías, cuando la distancia focal se mide en metros.

Espectro Electromagnético y Dispersión

Cuando la luz blanca atraviesa un prisma triangular de vidrio, se descompone en una banda de colores llamado espectro de la luz visible. Este fenómeno se llama dispersión de la luz blanca.

La luz no es la única radiación electromagnética. El conjunto de todas las radiaciones electromagnéticas forma el denominado espectro electromagnético.