La óptica de la luz

La luz es estudiada por medio de la óptica, la cual se percibe como parte de la física que se encarga de estudiar las leyes y fenómenos de la luz. Los fenómenos que estudia la óptica son la reflexión, refracción, polarización, difracción, entre otros. (Significados, 2021). La luz es una onda de radiación electromagnética con la capacidad de excitar la retina del ojo humano, causando así la sensación visual. Cabe mencionar que dichas ondas fluyen en cualquier medio con una dirección determinada (rectilíneo) y estas solo son perceptibles cuando interactúan con la materia, es decir cuando hay absorción de la onda o en su defecto cuando hay reflejo de la misma. Así mismo, se tiene un cuerpo emisor de luz y un cuerpo receptor, a esta interacción se le conoce como radiación (Sirlin, 2021).

Tipos de imágenes en la óptica de la luz

El término de rayos de luz da paso a dos nuevos términos importantes en la óptica los cuales son:

Imagen real: Es la imagen que se genera cuando los rayos de luz pasan por un sistema óptico y estos salen convergentemente. Para poder evidenciar dicha imagen se requiere el uso de una pantalla en el lugar donde convergen los rayos, ya que nuestro sentido de vista no lo puede percibir directamente.

Imagen virtual: Es la imagen que se genera cuando los rayos de luz pasan por un sistema óptico y estos salen divergentemente. Estas imágenes no pueden ser vistas por medio de la proyección en pantalla, para poder evidenciar dichas imágenes se debe ubicar el ojo directamente en el trayecto de la luz. Cabe destacar que, si se prolongan los rayos en el sentido contrario de la propagación de la luz, estos se cortan en el punto O’ y a esto se le da el nombre de imagen virtual de O. (Casanova, 2010)

Dichas imágenes ya sean reales o virtuales hacen parte de un espacio geométrico y es por ello que se habla del espacio objeto, el cual es aquel espacio geométrico donde puede haber objetos virtuales o también objetos reales. Así mismo también se habla del espacio imagen el cual es aquel espacio geométrico donde pueden existir tanto imágenes virtuales como reales, es decir todo espacio objeto es a la vez espacio imagen. (Casanova, 2010).

Por otro lado, hay que destacar que la óptica se divide en:

Óptica Física: Esta indica que la luz se propaga en forma de ondas. Este modelo predice fenómenos como la difracción e interferencia. Así mismo, este modelo señala que las ondas se propagan en la atmósfera terrestre a una velocidad de 299,792,458 m/s en el vacío.

Óptica Geométrica: Esta explica la propagación de la luz en forma de rayos que se desplazan en línea recta y están regidos por las leyes de la refracción y reflexión en los cambios de fase entre diferentes medios. (Esri, 2021).

Leyes de la reflexión y de la refracción

Reflexión de la luz

Estas leyes exponen la propagación del rayo de luz cuando se devuelve. Existen 2 leyes:

Primera ley: El rayo incidente, la normal a la superficie de incidencia y el rayo reflejado están en el mismo plano.

Segunda ley: El ángulo de incidencia α y el ángulo de reflexión β son iguales. Si el ángulo de incidencia es igual a 30 °C, el ángulo de reflexión es igual a 30 °C. Si la luz incide perpendicularmente, el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales a 0 °C. Por lo que la luz será reflejada invirtiendo el sentido de la propagación. (Diferenciador, 2020)

Refracción de la luz

Estas leyes exponen cómo se produce el fenómeno.

Primera ley: El rayo incidente en la superficie de separación de dos medios, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el rayo refractado están en el mismo plano.

Segunda ley: los índices de refracción n1 y n2, el ángulo de incidencia α1 y el ángulo de refracción α2 se relacionan por la siguiente expresión: n1. sen (α2 ) =n2. sen (α2). Cuando la luz incide perpendicularmente (ángulo de incidencia igual a 0) no hay desvío de la luz. Es decir, el rayo incidente sigue su trayectoria lineal. (Diferenciador, 2020)

Autores: Miguel Amaya – Juan Torres

Editor: Carlos Pinzón

Código: UCCG-91

Universidad: Universidad Central

Acacia. (2021). 8 Espejos esféricos formación de imágenes por espejos esféricos. acacia. http://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/lentespejoss/espejos.htm

Casanova, V. (2010). Curso de óptica geométrica 2ªparte. Astrofísica y Física. https://www.astrofisicayfisica.com/2010/04/curso-de-optica-geometrica-2parte.html

DeCamaras. (2021). Glosario de Fotografía Digital. DeCamaras. https://www.decamaras.com/CMS/component/option,com_glossary/Itemid,255/func,term/term,eje+optico

Diferenciador. (2020). Reflexión y refracción de la luz. Diferenciador. https://www.diferenciador.com/reflexion-y-refraccion-de-la-luz/

Esri. (2021). Óptica. arcgis. https://www.arcgis.com/apps/Cascade/index.html?appid=4f614d71f44c45d5a875ed7feeeed1f0

Inaoe. (2014). ¿Qué es la luz?
. Inaoe. https://www-optica.inaoep.mx/~jjbaezr/INAOECursos/colorimetria/pdefes/luz.pdf

Significados. (2021). Significado de Óptica. Significados. https://www.significados.com/optica/

123RF. (2021). Ilustración 3d abstracto de prisma de cristal con rayos de luz [Imagen]. 123RF. https://es.123rf.com/photo_18685857_ilustraci%C3%B3n-3d-abstracto-de-prisma-de-cristal-con-rayos-de-luz.html