Presentación del grupo 8075 - 2009-2.

Temario del curso de Óptica

Semestre 2009-2

Profesor: Dra. Karen Volke Sepúlveda (Instituto de Física)

Discusión: Dra. Citlali Sánchez Aké (Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico)

Ayudante: Rodolfo Juárez Arenas

A. Óptica Geométrica

<!--[if !supportLists]-->I.<!--[endif]-->Introducción general

<!--[if !supportLists]-->II.<!--[endif]-->Óptica gaussiana

<!--[if !supportLists]-->1.1.<!--[endif]-->Introducción: límites de aplicabilidad

<!--[if !supportLists]-->1.2.<!--[endif]-->Rayos. Principios de Huygens y Fermat.

<!--[if !supportLists]-->1.3.<!--[endif]-->Reflexión y refracción en superficies planas. Prismas y espejos.

<!--[if !supportLists]-->1.4.<!--[endif]-->Reflexión y refracción en superficies esféricas. Espejos.

<!--[if !supportLists]-->1.5.<!--[endif]-->Lentes delgadas. Ecuación del fabricante, ec. de Newton.

<!--[if !supportLists]-->1.6.<!--[endif]-->Formación de imágenes.

<!--[if !supportLists]-->1.7.<!--[endif]-->Algunos sistemas ópticos.

<!--[if !supportLists]-->1.8.<!--[endif]-->Aberraciones

<!--[if !supportLists]-->III.<!--[endif]-->Métodos matriciales en óptica

<!--[if !supportLists]-->3.1<!--[endif]-->Traslación, reflexión y refracción.

<!--[if !supportLists]-->3.2<!--[endif]-->Lentes delgadas y gruesas

<!--[if !supportLists]-->3.3<!--[endif]-->Sistemas ópticos

Examen 1er parcial: 25 de febrero

B. ÓPTICA FÍSICA (CLÁSICA)

B.1 ÓPTICA ONDULATORIA

I. Ondas

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->Conceptos básicos y propiedades de las ondas. Ondas armónicas.

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Principio de Huygens, rayos y superficies de onda.

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->*Relación entre óptica geométrica y óptica ondulatoria. Ecuación Eikonal

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Ecuación de onda. Ondas monocromáticas. Notación compleja, fasores.

<!--[if !supportLists]-->5.<!--[endif]-->Adición de ondas de la misma frecuencia. Ondas estacionarias.

<!--[if !supportLists]-->6.<!--[endif]-->Adición de ondas de frecuencias casi idénticas. Velocidad de fase y velocidad de grupo.

II. Electromagnetismo

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->Ecuaciones de Maxwell y ecuaciones materiales.

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Ondas electromagnéticas en el vacío. Naturaleza electromagnética de la luz.

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Energía y momento en el campo electromagnético.

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Radiación de una partícula cargada.

III. Dispersión

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->Propagación de la luz en medios dieléctricos isotrópicos.

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Dispersión normal y anómala. Absorción.

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Propagación de ondas electromagnéticas en medios conductores.

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Comparación entre dieléctricos y conductores. Frecuencia de plasma.

EXAMEN 2º parcial: 23 de marzo

B.2. ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA

I. Polarización

<!--[if !supportLists]--> 1.<!--[endif]-->Estados de polarización de onda plana.

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Mecanismos físicos de polarización y elementos controladores de polarización.Ley de Malus.

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Representación matemática de la luz polarizada: vectores de Jones.

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Representación matemática de los elementos polarizadores: matrices de Jones.

II. Ecuaciones de Fresnel

<!--[if !supportLists]--> 1.<!--[endif]-->Condiciones de frontera para los campos electromagnéticos

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Medios dieléctricos

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Ecuaciones de Fresnel. Coeficientes de amplitud e intensidad.

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Consecuencias: Ángulo de Brewster, cambios de fase, reflexión total interna frustrada.

<!--[if !supportLists]-->5.<!--[endif]-->Ondas evanescentes e índice de refracción complejo.

III. Óptica de medios anisotrópicos

<!--[if !supportLists]--> 1.<!--[endif]-->Propagación de la luz en medios cristalinos.

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Superficie número de ondas y superficie índice de refracción (descripción).

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Birrefringencia, dicroísmo, retardadores, compensadores y polarizadores.

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Actividad óptica.

<!--[if !supportLists]-->5.<!--[endif]-->Efectos ópticos inducidos. (Faraday, Kerr, Pockels).

EXAMEN 3er parcial: 24 de abril

B.3. INTERFERENCIA Y DIFRACCIÓN

I. Coherencia

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->Teorema de Fourier. Ondas anarmónicas y paquetes de ondas.

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->*Luz policromática.

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Coherencia espacial, coherencia temporal y longitud de coherencia.

II. Interferencia

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Consideraciones generales y condiciones para observar interferencia.

<!--[if !supportLists]-->5.<!--[endif]-->Interferencia por división de frente de onda. Interferómetros y sus aplicaciones.

<!--[if !supportLists]-->6.<!--[endif]-->Interferencia por división de amplitud. Interferómetros, películas delgadas yaplicaciones.

<!--[if !supportLists]-->7.<!--[endif]-->Tipo y localización de franjas.

III. Difracción

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->Principio de Huygens-Fresnel.

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Difracción de Fraunhoffer.

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Difracción de Fresnel.

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->Rejillas de difracción y aplicaciones.

EXAMEN 4º parcial: 8 de junio

*Temas adicionales opcionales

TAREAS 1, 3, 5, 7

TAREAS 2, 4, 6, 8

SEMESTRE 2009-2

Grupo: 8075 Clave:0584Salón: P-111

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->La calificación final estará dada por:

Tareas40%

Exámenes50%

Trabajo y exposición10%

Exámenes: 1er Parcial (8%), 2º Parcial (10%), 3er Parcial (12%), 4º Parcial (20%)

<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->Escala de calificaciones

6.0≤6<6.7

6.7≤ 7<7.6

7.6≤8<8.5

8.5≤9<9.4

9.4≤10

<!--[if !supportLists]-->3.<!--[endif]-->Habrá al menos 6 tareas cuya fecha de entrega será fija, y 4 exámenes parciales acumulativos.

<!--[if !supportLists]-->4.<!--[endif]-->No habrá reposición de exámenes parciales ni examen final.

<!--[if !supportLists]-->5.<!--[endif]-->Prerrequisitos:

Electromagnetismo I, Mecánica Vectorial, Geometría Analítica II, Algebra superior I, Algebra Lineal I, Cálculo Diferencial e Integral IV, Ecuaciones Diferenciales I.

<!--[if !supportLists]-->6.<!--[endif]-->Para aprobar el curso es necesario tener calificaciones aprobatorias tanto en exámenes como en tareas. De otra forma no se promediarán y por consiguiente no se aprobará el curso. La calificación obtenida se asentará en las actas y no se aceptan renuncias después del primer examen parcial.

<!--[if !supportLists]-->7.<!--[endif]-->El trabajo de Investigación se desarrollará a lo largo del semestre. Se deberá entregar informe escrito con una extensión de entre 4 a 8 cuartillas. Se presentará oralmente en una sesión especial al final del curso. El tema seleccionado deberá ser del área de la óptica y se basará en al menos un artículo de divulgación o enseñanza.

BIBLIOGRAFIA

A. Básica

1. E. Hecht, “Óptica”
2. B. E. A. Saleh, M. C. Teich, “Fundamentals of Photonics”
3. M. Born, E. Wolf, “Principles of Optics”
4. J. W. Goodman, “Introduction to Fourier Optics”
5. F. L. Pedrotti, L. S. Pedrotti, “Introduction to optics”, Pretice-Hall International, 2a. Ed.

B. Complementaria

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->J. D. Jackson, “Classical Electrodynamics”