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Universidad Tecnológica NacionalFacultad Regional Rosario

Departamento de Ciencias Básicas - Unidad Docente Básica Física

Cátedra: Física I

Óptica Geométrica

Ing. Edmundo Ré2007

Departamento Ciencias Básicas UDB Física

Óptica geométrica

Reflexión y refracción en superficies planas

Frente de ondas y marcha de los rayos


Reflexión de la luzCuando un frente de ondas

Que se propaga en un medio transparente

Incide en una superficie reflectante (espejo)

• Se refleja permaneciendo en el mismo medio• El ángulo que forma el frente incidente con la superficie

reflectante es igual al ángulo que forma el frente reflejado

Φ’ = r


Reflexión de una onda plana AA’ en una superficie plana

Figura 40-1

Figura 40-1


Refracción de la luzLa velocidad de la luz depende:• del medio transparente que atraviesa• de la longitud de onda

Vacío: 299.792,9 km/s Aprox. 300.000 km/s

y es independiente de la longitud de onda

• en medios más densos la velocidad es menor y depende de la longitud de onda.


Refracción de la luzVelocidad de la luz en medios distintos del vacío:

• Aire : se adopta el mismo valor que el vacío, aunque la velocidad es ligeramente diferente para los distintos colores (dispersión)

• Vidrios: 205.480 a 153.060 km/s• Agua: 225.000 km/s• Diamante: 123.609 km/s


Refracción de la luzÍNDICE DE REFRACCIÓN (n)

Es la razón entre la velocidad de la luz en el vacío a la velocidad en otros medios distintos

Índice de refracción de algunos materiales

Vidrios 1,46 a 1,96

Diamante 2,42

3333,1h/km000.225h/km000.300

aguaenluzladeVelocidadvacíoelenluzladeVelocidad

)agua(n


Refracción de la luz

Cuando un frente de ondas

Que se propaga en un medio transparente de índice de refracción n

Penetra en otro medio con otro índice de refracción n’

El ángulo Φ que forma el frente incidente con la superficie de separación es diferente al ángulo Φ’ que forma el frente refractado

Si n’ > n es Φ’ < Φ’


Refracción de una onda plana AA’ en una superficie plana

Figura 40-3Figura 40-3


Refracción de la luz

La luz que proviene del objeto (en el fondo) se aleja de lanormal (NN’) al salir del agua, dando una imagen virtual en

una posición diferente a la real

N

N’


Espejo plano. Altura de la imagen

Figura 41-3


Espejo plano. Marcha de los rayos

Figura 41-2

Figura 41-2


Refracción en una superficie plana. Altura de la imagen

Figura 41-16


Refracción en una superficie planaPosición de la imagen P’ de un punto objeto P

Figura 41-15


Reflexión total



Desviación en un prisma. Desviación mínima



Óptica geométrica

Reflexión y refracción en superficies curvas


Óptica geométrica

Espejos esféricos


Espejos esféricos. Los rayos incidentes paralelos al eje (a) parecer divergir desde el foco F en un espejo convexo

(b) convergen hacia el foco F en un espejo cóncavo.

a b

Figura 41-11

Figura 41-11

(a) (b)


Espejos esféricos. Los rayos procedentes de un punto

situado en el foco son paralelos después de la reflexión.



Espejo esférico convexo. Posición de la imagen P’ de un

punto objeto P

Figura 4-5

Figura 41-5


Espejos curvos. Rayos utilizados para determinar la

imagen


´

´


Espejo esférico cóncavo. Posición de la imagen P’ de un

punto objeto P

Figura 41-8


Espejo esférico cóncavo. Altura de la imagen

Figura 41-9

Figura 41-9


Espejo esférico convexo. Altura de la imagen.



Óptica geométrica

Lentes


Lente delgada. Fórmula de Newton y aumento

Figura 42-8

Figura 42-8


Lente delgada



Refracción en una superficie esférica



Refracción en una superficie esférica. Altura de la imagen

Figura 41-19

Figura 41-19


Lente. La imagen formada por la primera superficie sirve

de objeto para la segunda superficie.



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