Contenidos

1. Naturaleza de la luz: Onda y corpúsculo.

2. Reflexión y refracción de la luz: Principio de Huygens. Índice de refracción.

3. Camino óptico y Principio de Fermat. Aplicación: Interpretación de los espejismos.

4. Tratamiento electromagnético: Reflexión y refracción de una onda electromagnética.

5. Ecuaciones de Fresnel: Coeficientes de reflexión y transmisión.

6. Reflectancia y transmitancia. Reflexión total y ángulo de Brewster.

7. Aplicación: Interpretación del arco iris.

Resultados del aprendizaje

Una vez realizado el estudio de los contenidos de este bloque temático y llevadas a cabo las actividades propuestas, los estudiantes deberían:

• Tener conciencia del doble carácter corpuscular y ondulatorio que se le ha atribuido a la luz a lo largo de la historia. Es decir, distinguir entre corpúsculo y onda.

• Conocer y aplicar las leyes de la reflexión y de la refracción de la luz en la superficie de separación de dos medios transparentes.

• Relacionar el índice de refracción de un medio con la velocidad de propagación de la luz en el mismo.

• Saber aplicar el Principio de mínimo de Fermat a la propagación de la luz en medios con gradiente de índice de refracción en una dimensión.

• Saber interpretar el fenómeno de los espejismos.

• Saber aplicar las ecuaciones de Fresnel para calcular las energías reflejada y transmitida en una superficie dieléctrica transparente.

• Saber determinar la irradiancia o intensidad luminosa a partir del promedio temporal del vector de Poynting.

Contenidos

Parte A:

1. Aproximación paraxial. El dioptrio esférico: Refracción en superficies esféricas.

2. Lentes delgadas: Ecuaciones. Puntos y planos focales. Formación de imágenes.

3. Combinaciones de lentes delgadas. Elementos cardinales de un sistema óptico.

4. Diafragmas de campo y apertura. Pupilas de entrada y salida de un sistema óptico.

5. Espejos planos y esféricos: Formación de imágenes.

6. Prismas dispersores y reflectores: Ejemplos.

Parte B:

7. El ojo humano como instrumento óptico. Defectos de la visión.

8. La lupa y el microscopio. La cámara fotográfica.

9. El anteojo y el telescopio.

10. Lentes gruesas y sistemas de lentes: Elementos cardinales.

11. Aberraciones monocromáticas: Aberración esférica, coma, astigmatismo, curvatura de campo y distorsión.

12. Aberraciones cromáticas. Dobletes acromáticos.

Resultados del aprendizaje

Una vez realizado el estudio de los contenidos de este bloque temático y llevadas a cabo las actividades propuestas, los estudiantes deberían:

• Conocer y aplicar las ecuaciones de las lentes y de espejos y prismas.

• Determinar la posición y las características de las imágenes formadas por sistemas ópticos.

• Conocer las características y el funcionamiento del ojo como instrumento óptico.

• Conocer el funcionamiento de instrumentos ópticos (microscopio y telescopio).

• Conocer los diferentes tipos de aberraciones y la manera de corregirlas.

Contenidos

1. Estados de polarización de la luz: lineal, circular y elíptica.

2. Polarizadores. Ley de Malus.

3. Dicroismo: Cristales dicroicos y polaroides.

4. Anisotropía de la materia: Birrefringencia.

5. Cristales birrefringentes: rayos ordinario y extraordinario, ejes ópticos.

6. Ejemplo: Birrefringencia del papel celofán.

7. Esparcimiento y polarización.

8. Polarización por reflexión: una aplicación de las ecuaciones de Fresnel.

9. Retardadores de fase: Láminas de onda, rombo de Fresnel y compensador de Babinet.

10. Polarizadores circulares. Actividad óptica: poder rotatorio y birrefringencia circular.

11. Efectos ópticos inducidos: Fotoelasticidad, efectos Faraday, Kerr y Pockels.

12. Tratamiento matricial de la polarización de la luz.

Resultados del aprendizaje

Una vez realizado el estudio de los contenidos de este bloque temático y llevadas a cabo las actividades propuestas, los estudiantes deberían:

• Conocer y caracterizar los diferentes estados de polarización de la luz (lineal, circular y elíptico).

• Saber aplicar la ley de Malus.

• Entender el significado físico de la anisotropía de la materia.

• Entender el funcionamiento de un cristal birrefringente.

• Saber interpretar la birrefringencia que presentan algunos materiales cotidianos como, por ejemplo, el papel celofán.

• Comprender los efectos del esparcimiento en la polarización de la luz.

• Conocer cómo producir polarización por reflexión.

• Conocer el funcionamiento de los retardadores de fase (láminas de onda,…).

• Conocer y diferenciar los efectos ópticos inducidos (fotoeleasticidad, Faraday, Kerr y Pockels).

• Saber aplicar el tratamiento matricial para determinar el estado de polarización de la luz que atraviesa un dispositivo óptico lineal.