Física (plan 2002) 2019-1

Quinto Semestre, Óptica

Facultad de Ciencias

Óptica

(Clave 0584)

(Grupo 8190)

Salón O132

TEMARIO, BIBLIOGRAFÍA Y

MÉTODO DE EVALUACIÓN DEL CURSO

Maximino Avendaño Alejo

e-mail: maximino.avendano@icat.unam.mx

Tel. 56228602 Ext. 1276

Jesús A. Del Olmo Márquez

e-mail: jesus.delolmo@icat.unam.mx

Tel. 56228602 Ext. 1215

Ayudante: Martín Jiménez Rodríguez

e-mail: martin_jimenez@ciencias.unam.mx

Tel. 56228602 Ext. 1215

Universidad Nacional Autónoma de México

Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología

Laboratorio de Pruebas Ópticas,

Planta Baja, Edificio Principal

Ir a página WEB http://www.icat.unam.mx/

TEMARIO DEL CURSO

A. ÓPTICA GEOMÉTRICA

I. Fundamentos de la Óptica geométrica

1. Límites de aplicabilidad de la óptica geométrica

2. Camino óptico. Principio de Fermat

3. Leyes de la óptica geométrica: reflexión y refracción en superficies planas y curvas

II. Óptica Gaussiana

1. Reflexión y refracción en superficies esféricas

2. Lentes delgadas y espejos. Aproximación paraxial. Ecuación de Gauss. Fórmula del fabricante de lentes.

3. Formación de imágenes. Amplificación transversal y longitudinal.

4. Sistemas ópticos: Ojo humano, microscopio, telescopio, cámara fotográfica, número F.

5. Prismas, diferentes tipos y aplicaciones

6. Aberraciones

B. ÓPTICA FÍSICA

B.1 FUNDAMENTOS

I. Ondas

1. Conceptos básicos y propiedades de las ondas

2. La ecuación de onda. Solución general. Superposición

3. Teorema de Fourier (discusión). Ondas armónicas

4. Principio de Huygens, rayos y superficies de onda

5. Notación compleja. Método de fasores. Adición de ondas de la misma frecuencia

6. Adición de ondas de frecuencia casi idénticas. Velocidad de fase y velocidad de grupo

II. Electromagnetismo

1. Las ecuaciones de Maxwell y las ecuaciones materiales.

2. Ondas electromagnéticas en el vacío. Naturaleza electromagnética de la luz.

3. Energía en el campo electromagnético (descripción)

4. Radiación de una partícula cargada (descripción)

5. Polarización. Ley de Malus. Vectores de Jones

B.2. TEORÍA VECTORIAL

I. Ecuaciones de Fresnel

1. Condiciones de frontera para los campos electromagnéticos

2. Reflexión y refracción de ondas electromagnéticas en medios dieléctricos isotrópicos

3. Las ecuaciones de Fresnel. Coeficientes de amplitud e intensidad.

4. Consecuencias: Ángulo de Brewster, cambios de fase, reflexión total interna frustrada.

II. Teoría de la Dispersión

1. Propagación de la luz en medios dieléctricos isotrópicos

2. Dispersión normal y anómala. Absorción

3. Propagación de ondas electromagnéticas en medios conductores

4. Comparación entre dieléctricos y conductores. Frecuencia de plasma

III. Óptica de Cristales

1. Propagación de la luz en medios cristalinos

2. Superficie número de ondas y superficie índice de refracción (descripción)

3. Birrefringencia, dicroísmo, retardadores, compensadores y polarizadores.

4. Actividad óptica

5. Efectos ópticos inducidos. (Faraday, Kerr, Pockels, foto-elasticidad)

B.3. TEORÍA ESCALAR

I. Interferencia

1. Definiciones y conceptos preliminares

2. Condiciones para observar interferencia. Leyes de Fresnel-Arago

3. Interferencia por división de frente de onda

4. Interferencia por división de amplitud

5. Tipo y localización de franjas

6. Interferómetros y sus aplicaciones

7. Películas delgadas. Aplicaciones

II. Difracción

1. Introducción. Principio de Huygens-Fresnel

2. Obstáculos. Principio de Babinet

3. Difracción de Fraunhoffer

4. Difracción de Fresnel. Espiral de Cornu (descripción)

5. Rejillas de difracción. Aplicaciones

MÉTODO DE EVALUACIÓN

1.La calificación final estará dada por:

Tareas50%

Exámenes50%

Trabajo10%

2.Escala de calificaciones

6.0<=6<6.8

6.8<=7<7.6

7.6<=8<8.4

8.4<=9<9.2

9.2<=10

3.Habrá alrededor de 80 problemas cuya fecha de entrega será fija, además se calcula que habrá aproximadamente4 exámenes parciales.

4.No habrá reposición de exámenes parciales ni examen final.

5.El trabajo de Investigación se desarrollará a lo largo del semestre. El avance se evaluará mensualmente y se deberá entregar informe escrito. 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.

BIBLIOGRAFÍA

TEXTO

1. E. Hecht, Optics, 4ª. Ed. Addison-Wesley (2000)

REFERENCIAS BÁSICAS

1.Daniel Malacara, Óptica Básica, 2ª Edición,Fondo de Cultura Económica, México (2004).

2.F. A. Jenkins, H. E. White, Fundamentals of Optics, McGraw-Hill. 4ª. Ed. (1976).

3.G. R. Fowles, Introduction to Modern Optics, Dover. 2ª. Ed.

4.J. Strong, Concepts of Classical Optics, Freeman (1958).

5.R. Resnick, D. Halliday, Physics, Vol. II, Wiley (1966).

6.J. R. Meyer-Arendt, Introduction to Classical and Modern Optics, Prentice Hall (1995)

AVANZADAS

1.R. Guenther, Modern Optics, Wiley (1990).

2.M. Born, E. Wolf, Principles of Optics, 7ª Ed. exp., Cambridge University Press (1999)

3.A. K. Gathak, K. Thyagarajan, Optical Electronics, Cambridge University Press (1989)

4.J. B. Marion, M. A. Herald, Classical Electromagnetic Radiation, 2^nd Ed., Academic Press (1980)

LECTURA Y DIVULGACIÓN

1.Scientific American Books, Light and Lasers, Freeman (1969)

Libros de la Colección “La Ciencia Desde México”, Fondo de Cultura Económica, México:

2.Ana María Cetto, La Luz, No. 32 (1987).

3.Daniel Malacara, Óptica Tradicional y Moderna, No. 84 (1989).

4.Virgilio Beltrán L., Para Atrapar un Fotón, No. 107 (1992).

5.Vicente Aboites, El Láser, No. 105, 2ª. Ed. (1998).

REVISTAS

1.Scientific American

2.American Journal of Physics.

3.The Physics Teacher.

4.Optics and Photonics News.

5.Photonics Spectra.

6.Laser Focus.