Fundamentos de la Óptica y la Radiación Electromagnética: Fenómenos, Defectos Visuales e Instrumentos

Conceptos Fundamentales de la Luz y la Radiación

Ondas Electromagnéticas

Las radiaciones electromagnéticas son aquellas generadas por partículas eléctricas y magnéticas que se mueven simultáneamente. Son una mezcla de campo eléctrico con el campo magnético.

Espectro Electromagnético

Es el conjunto de todas las radiaciones de diferente frecuencia en que se descompone la radiación electromagnética.

Espectro Visible

Es la banda del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir.

Fenómenos Ópticos de la Luz

• Reflexión: La luz, al chocar contra un obstáculo, experimenta un cambio de dirección o sentido, volviendo por el mismo medio del que llegó.
• Refracción: Es el cambio de dirección de propagación que experimenta la luz al pasar de un medio a otro, en el cual se modifica su velocidad de propagación.
• Absorción de Luz: Es la transformación de la energía luminosa en otro tipo de energía. Al propagarse la luz por un medio, este fenómeno depende de la onda y del medio. Por ejemplo, el color negro absorbe la radiación, mientras que el blanco emite la energía que recibe.

Interferencia, Difracción y Polarización

• Interferencias de la Luz: Combinación en un punto del espacio de dos o más movimientos ondulatorios que provienen de distintas fuentes. Un resultado notable es que luz más luz puede generar oscuridad.
• Difracción de la Luz: Fenómeno de interferencia de numerosas fuentes. Es la desviación que sufre una onda sin cambiar de medio.
• Polarización de la Luz: Propiedad exclusiva de las ondas transversales (aquellas en las que la dirección de vibración y propagación son perpendiculares). Polarizar una onda transversal es hacer que el vector que representa la perturbación vibre en una única dirección perpendicular a la de avance de la onda.
• Dispersión de la Luz: Separación de un rayo de luz en sus componentes debido al diferente índice de refracción de cada uno de ellos.

Defectos y Anomalías Visuales

A continuación, se describen algunas de las principales anomalías que afectan la visión:

Presbicia

Defecto de acomodación que se produce por el debilitamiento de los músculos y el endurecimiento del cristalino. Se corrige con lentes esféricas convergentes.

Astigmatismo

Falta de esfericidad de los dióptrios del ojo. El ojo no enfoca simultáneamente las líneas verticales y horizontales. Se corrige con lentes cilíndricas.

Cataratas

Pérdida de transparencia del cristalino, lo que provoca visión borrosa. Se corrige mediante cirugía.

Daltonismo

Defecto que consiste en la incapacidad de distinguir determinados colores.

Instrumentos Ópticos Fundamentales

Lupa

Instrumento óptico simple que utiliza una lente convergente.

Telescopio de Refracción

Recibe la luz en el objetivo, que la hace converger en un punto (el punto focal).

Microscopio

Instrumento compuesto por dos lentes convergentes (objetivo y ocular). Permite ver objetos de mayor tamaño, generando una imagen real, invertida y aumentada.

Cámara Fotográfica

Utiliza una lente convergente para generar una imagen real, invertida y menor que el objeto original.