Download 2004 Fisica II optica 1

ÓPTICA
LA LUZ ES UNA ONDA
ELECTROMAGNÉTICA
LA LUZ ES LA PARTE DEL
ESPECTRO E. M. QUE PODEMOS
VER CON NUESTROS OJOS
ESPECTRO VISIBLE
400 nm <  < 650 nm
Maxwell
propuso que un campo
eléctrico variable en el tiempo
produce un campo magnético al
igual que las corrientes
Ec. de Maxwell en el vacío
0
Gauss para E
Gauss para B
Faraday
AmpereMaxwell
Predice ondas electromagnéticas
que se propagan con una velocidad
v = 1/ 00
Este valor coincide con la
velocidad de la luz
c = 3x108 m/s
Ondas em
Ex = E0 sen[k(z - vt) ]
By = B0 sen[k(z - vt) ]
E
S
B
B0 = E0 /c
Vector de Poynting (S)
La energía se propaga en la
dirección de S = (E x B)/0
E
S
B
Vector de Poynting y energía
transportada por una onda
Smedio = potencia por unidad de
área = Intensidad
I = Smedio = B0E0 /20
Vector de Poynting y energía
transportada por una onda
Smedio = potencia por unidad de
área = Intensidad
I = Smedio = B0E0 /20
Ondas em polarizadas
Ex = E0 sen[k(z - vt) ]
By = B0 sen[k(z - vt) ]
x
E
S
z
y
B
B0 = E0 /c
Ondas em polarizadas
E
S
B
Propagación libre en un material
homogéneo
En línea recta
Con velocidad v = 1 / 0
vm = c / n
n = índice de refracción
interfaces transparentes
normal
i r
t
Aparece una
onda reflejada
y una onda
transmitida
interfaces transparentes
normal
i r
t
La normal a la
superficie y el
rayo incidente
definen el plano
de incidencia
Leyes de Snell
normal
ni
i r
t
nt
1) Los rayos
reflejados y
transmitidos están
en el plano de
incidencia
2) i = r
3) ni sen(i) = nt sen(t)
Dispersión
n depende
del color de
la luz
Dispersión
n depende
del color de
la luz
Refracción
Si nt> ni
El rayo t se acerca a la
normal
Si nt < ni
El rayo t se aleja de la
normal
Intensidad reflejada
Ii
Ir
ni
Para incidencia
normal
Ir = [(ni-nt)2/(ni+nt)2] Ii
It
nt
It = Ii - Ir
Ir/Ii = 5 % para vidrio
Reflexión total interna
Reflexión total interna
Sólo ocurre si ni > nt
t = 90º ;máximo
Ii
Ir
ni
RTI
nt
ni sen(RTI) = nt x 1
sen(RTI) = nt /ni
RTI > 42º para vidrio
Reflexión total interna
Prismas de RTI
Polarización por reflexión
Luz No
Luz
Polarizada
Polarizada
90º
Luz No
Polarizada
Ángulo de Brewster
B
B + t + 90º= 180º
t = 90º- B
sen (t) = cos (B)
t
Luz
Polarizada
90º
ni sen(B) = nt cos(B)
tan (B) = nt/ni
B = 56º para vidrio
Espejos planos
Imagen virtual
i=p