Óptica

La Óptica incluye el estudio de la dispersión de la luz.

La óptica es la rama de la física que aborda el comportamiento y las propiedades de la luz, incluidas sus interacciones con la materia y la construcción de instrumentos que la usan o detectan. La óptica generalmente describe el comportamiento de la luz visible, ultravioleta e infrarroja. La luz, los rayos X, las microondas y las ondas de radio son ondas electromagnéticas, razón por la cual exhiben propiedades similares.

La mayoría de los fenómenos ópticos pueden explicarse utilizando la descripción electromagnética clásica de la luz. Las descripciones electromagnéticas completas de la luz son, sin embargo, a menudo difíciles de aplicar en la práctica. La óptica práctica generalmente se hace usando modelos simplificados. La más común de estas, la óptica geométrica, trata la luz como una colección de rayos que se desplazan en línea recta y se curvan cuando atraviesan o se reflejan en las superficies. La óptica física es un modelo de la luz más completo e incluye efectos de las ondas como la difracción y la interferencia que no pueden explicarse con la óptica geométrica. Primeramente se desarrolló el modelo basado en rayos y posteriormente el de ondas. El progreso en la teoría electromagnética en el siglo XIX llevó al descubrimiento de que las ondas de luz eran en realidad radiación electromagnética.

La luz posee un carácter dual, unas veces se comporta como onda y otras como partícula. La mecánica cuántica explica este comportamiento. La óptica cuántica se ocupa de la aplicación de la mecánica cuántica a los sistemas ópticos.

La óptica posee numerosas aplicaciones en campos como la astronomía, la ingeniería, la fotografía y la medicina (particularmente en la oftalmología y la optometría). También las podemos apreciar en una gran variedad de tecnologías y objetos cotidianos como los espejos, lentes, telescopios, microscopios, láseres y fibras ópticas.

Historia

En la Edad Antigua se conocía la propagación rectilínea de la luz, la reflexión y refracción. Varios filósofos y matemáticos griegos escribieron tratados sobre óptica. Entre ellos: Empédocles y Euclides.

Ya en la Edad Moderna René Descartes consideraba la luz como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter) que llenaba el espacio. Atribuyó los diferentes colores a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio.

La ley de la refracción fue descubierta experimentalmente en 1621 por Willebrord Snell. En 1657 Pierre de Fermat anunció el principio del tiempo mínimo y a partir de él dedujo la ley de la refracción.

En la refracción el rayo de luz que se atraviesa de un medio transparente a otro, se denomina rayo incidente; el rayo de luz que se desvía al ingresar al segundo medio transparente se denomina rayo refractado; el ángulo en que el rayo incidente, al ingresar al segundo medio, forma con la perpendicular al mismo, se denomina ángulo de incidencia; el ángulo que el rayo incidente forma con el rayo refractado, al desviarse, se denomina ángulo de refracción o ángulo indeterminado. Este último varía directamente en relación a la diferencia entre los índices de refracción de ambas superficies (dependientes a su vez de la diferencia de la velocidad de la luz a través de distintos materiales).

Si bien la Óptica se inició como una rama de la física distinta del electromagnetismo en la actualidad se sabe que la luz visible parte del espectro electromagnético, que no es más que el conjunto de todas las frecuencias de vibración de las ondas electromagnéticas. Los colores visibles al ojo humano se agrupan en la parte del "Espectro visible".

Electromagnetic spectrum-es.svg
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