Tema 11. Óptica geométrica

El ojo humano es sensible a la radiación electromagnética que posee longitudes de onda comprendidas entre 400 y 700 nm. Estas longitudes de onda son mucho más pequeñas que el tamaño de los obstáculos y objetos ordinarios que la luz encuentra a su paso por lo que pueden despreciarse los efectos de la difracción. En este caso los fenómenos luminosos pueden describirse mediante la óptica geométrica. En este tema –sobre los conceptos de rayo luminoso, utilizado para caracterizar la luz, e índice de refracción, asociado a los medios materiales–, se levanta el edificio de la óptica geométrica, comenzando por el principio de Fermat y las leyes de la reflexión y refracción. A partir de estas leyes se estudian diversos componentes ópticos simples, empezando por los espejos, de los cuales se analizan en detalle las propiedades de los espejos esféricos en la aproximación paraxial. Seguidamente se estudia la refracción en superficies planas, incluyendo los prismas, y se introducen los conceptos de reflexión total y ángulo crítico, de gran importancia en el guiado de la luz en fibras ópticas. De gran interés es la refracción por superficies esféricas y lentes en la aproximación paraxial. Se estudia la formación de imágenes por dioptrios esféricos y lentes delgadas, haciendo incidencia no sólo en la resolución analítica de distintos sistemas ópticos sino también en la resolución gráfica mediante el método de trazado de rayos, el cual tiene un gran interés didáctico. El tema finaliza con una breve descripción de algunos instrumentos ópticos.