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Subject code : 61043041
Contenidos
Naturaleza de la luz: Onda y corpúsculo.
Reflexión y refracción de la luz: Principio de Huygens. Índice de refracción.
Camino óptico y Principio de Fermat. Aplicación: Interpretación de los espejismos.
Tratamiento electromagnético: Reflexión y refracción de una onda electromagnética.
Ecuaciones de Fresnel: Coeficientes de reflexión y transmisión.
Reflectancia y transmitancia. Reflexión total y ángulo de Brewster.
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.
Parte A:
Aproximación paraxial. El dioptrio esférico: Refracción en superficies esféricas.
Lentes delgadas: Ecuaciones. Puntos y planos focales. Formación de imágenes.
Combinaciones de lentes delgadas. Elementos cardinales de un sistema óptico.
Diafragmas de campo y apertura. Pupilas de entrada y salida de un sistema óptico.
Espejos planos y esféricos: Formación de imágenes.
Prismas dispersores y reflectores: Ejemplos.
Parte B:
El ojo humano como instrumento óptico. Defectos de la visión.
La lupa y el microscopio. La cámara fotográfica.
El anteojo y el telescopio.
Lentes gruesas y sistemas de lentes: Elementos cardinales.
Aberraciones monocromáticas: Aberración esférica, coma, astigmatismo, curvatura de campo y distorsión.
Aberraciones cromáticas. Dobletes acromáticos.
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.
Estados de polarización de la luz: lineal, circular y elíptica.
Polarizadores. Ley de Malus.
Dicroismo: Cristales dicroicos y polaroides.
Anisotropía de la materia: Birrefringencia.
Cristales birrefringentes: rayos ordinario y extraordinario, ejes ópticos.
Ejemplo: Birrefringencia del papel celofán.
Esparcimiento y polarización.
Polarización por reflexión: una aplicación de las ecuaciones de Fresnel.
Retardadores de fase: Láminas de onda, rombo de Fresnel y compensador de Babinet.
Polarizadores circulares. Actividad óptica: poder rotatorio y birrefringencia circular.
Efectos ópticos inducidos: Fotoelasticidad, efectos Faraday, Kerr y Pockels.
Tratamiento matricial de la polarización de la luz.
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.