Óptica Geométrica: Reflexión y Refracción

La Propagación de la Luz

• La luz se propaga con trayectoria rectilínea y velocidad constante en cada medio.

Fenómenos Ópticos

• La luz puede ser refractada o reflejada cuando incide en un objeto, como una lente.
• La refracción y la reflexión permiten comprender el paso de la magnificación, las propiedades de las imágenes real y virtual, y los defectos de las lentes.

Reflexión

• La reflexión es un fenómeno por el cual la luz no puede penetrar en un medio y rebota en él.
• La dirección en que sale reflejada la luz depende del tipo de superficie.

Tipos de Reflexión

• Reflexión Especular: la luz sale en una única dirección en superficies brillantes o pulidas, como un espejo.
• Reflexión Difusa: la luz sale esparcida en todas las direcciones en superficies mates.
• Reflexión Mixta: la luz sale con una dirección predeterminada en superficies intermedias, como papel brillante o superficies metálicas sin pulir.

Tipos de Lentes

• La palabra "lente" proviene del latín "lentis", que significa "lenteja", debido a su similitud con la forma.
• Las lentes se clasifican según la forma de sus superficies.

Lentes Convexas

• Son lentes convergentes, de aumento o positivas.
• Unen los rayos paralelos al eje principal que las atraviesan en un punto determinado llamado foco de imagen.

Lentes Cóncavas

• Son lentes divergentes, de dispersión o negativas.
• Separan los rayos paralelos al eje principal que las atraviesan.

Aberraciones en Sistemas Ópticos

• Los errores en los sistemas ópticos pueden producir distorsiones en las imágenes observadas.
• Estos errores pueden deberse a la forma en que la luz incide sobre el objeto en estudio o a defectos propios de las lentes.

Tipos de Aberraciones

• Aberraciones de esfericidad: relacionadas con la forma esférica de la lente, lo que hace que las ondas luminosas que la atraviesan por sus extremos no converjan con las que la atraviesan por el centro, resultando en una imagen dispersa y borrosa.
• Aberraciones cromáticas: relacionadas con las variaciones en los índices de refracción de las diversas frecuencias (colores) que conforman la luz blanca visible, lo que provoca una dispersión de la luz y un desenfoque en la imagen.
• Astigmatismo: incapacidad de enfocar simultáneamente líneas verticales con horizontales.
• Coma: produce una degradación de la imagen de un punto, similar a un cometa.
• Distorsión: se manifiesta en la forma del objeto, afectando particularmente a los bordes, lo que hace que el objeto se vea en forma de barril.
• Curvaturas del campo: el campo se ve con bordes curvos, deformando la imagen.

El Fenómeno de la Polarización

• El fenómeno se observa en cristales determinados que individualmente son transparentes.
• La colocación de dos cristales en serie, paralelos y girados en un ángulo específico, impide el paso de la luz.
• Al rotar uno de los cristales, la luz comienza a atravesarlos, alcanzando la máxima intensidad cuando se ha rotado 90° sexagesimales respecto al ángulo de total oscuridad.

Polarización por Reflexión

• La luz reflejada está parcial o totalmente polarizada dependiendo del ángulo de incidencia.

Aplicaciones de la Polarización

• Las gafas de sol y filtros para cámaras incluyen cristales polarizadores para eliminar reflejos molestos.
• Los filtros polarizadores se utilizan en microscopios para resaltar estructuras.
• Los polarímetros, que se emplean para medir la actividad óptica en sustancias orgánicas, tienen polarizadores.

Poder de Resolución del Microscopio

• El poder de resolución es la capacidad del microscopio para distinguir dos puntos muy cercanos entre sí.
• El límite de resolución (R) es la distancia mínima a la que pueden estar dos puntos para ser visualizados como dos imágenes separadas.
• El poder de resolución y el límite de resolución son inversamente proporcionales.

Componentes de un microscopio

• Un sistema de iluminación que emite luz, radiaciones electromagnéticas o electrones para conformar el rayo incidente.
• Un sistema óptico que consiste en un conjunto de lentes para lograr el aumento y permitir la visualización o captura de los rayos refractados.
• Un sistema mecánico que proporciona soporte a las lentes y demás elementos, permitiendo mover las lentes y/o la preparación para conseguir el enfoque.

Tipos de microscopios

• Microscopios ópticos tradicionales: utilizan fotones (luz) como fuente de iluminación.
• Microscopios electrónicos: utilizan electrones como fuente de iluminación.

Accesorios de microscopios

• Cámaras fotográficas o de vídeo para capturar imágenes.
• Ordenadores para procesar y analizar datos.
• Accesorios para dibujar y registrar observaciones.

Comprenda los fenómenos ópticos de reflexión y refracción, y cómo se aplican en el comportamiento de las lentes. Aprenda sobre las propiedades de las imágenes real y virtual, y los defectos de las lentes.