Física (plan 2002) 2022-2

Optativas, Temas Selectos de Óptica I

Profesor	Alexander Nahmad Rohen	ju	11 a 14	102 (Nuevo Edificio)
Ayudante	Alan Josep Barrios de la Cruz

TEMAS SELECTOS DE ÓPTICA I: INTERACCIÓN DE RADIACIÓN CON MATERIA, TEORÍA CLÁSICA

Profesor: Dr Alexander Nahmad-Rohen
Ayudante: Alan Josep Barrios de la Cruz

La interacción de radiación electromagnética con materia es el mecanismo físico detrás de un sinnúmero de procesos naturales y tecnológicos, incluyendo la visión, el funcionamiento de los pigmentos, la fluorescencia y el estudio no-invasivo de materiales. Estudiaremos los fundamentos de dicha interacción desde el punto de vista clásico, así como sus aplicaciones a distintos fenómenos.

Nota: El curso se llevará junto con con TEMAS SELECTOS DE ÓPTICA II: INTERACCIÓN DE RADIACIÓN CON MATERIA: TEORÍA CUÁNTICA (grupo 8330), impartida por el Dr Eduardo Nahmad Achar.

Horario: martes y jueves de 11.00 a 14.00
Zoom: https://cuaed-unam.zoom.us/my/interaccion.radiacion.materia
Primera reunión y primera clase: martes 15 de febrero a las 11.00

Prerrequisitos: Óptica, Variable Compleja, Introducción a la Física Cuántica

Temario:

1. Repaso de principios fundamentales de óptica
   1. Las ecuaciones de Maxwell y la ecuación de onda en el vacío
   2. Ondas planas
   3. Ondas esféricas
   4. Ondas arbitrarias como una superposición de ondas planas
   5. Las ecuaciones de Maxwell y la ecuación de onda en materia
2. Interacción clásica de radiación con materia: absorción y esparcimiento de luz
   1. Base física del esparcimiento y la absorción
   2. Reflexión y refracción desde el punto de vista del esparcimiento: el origen y las consecuencias del índice de refracción
   3. Coeficientes de esparcimiento, absorción y extinción
   4. Secciones transversales de esparcimiento y absorción
3. Esparcimiento por una sola partícula
   1. Esparcimiento en el campo lejano: la matriz de amplitud de esparcimiento
   2. El teorema óptico
   3. Partículas esféricas de tamaño arbitrario: esparcimiento de Mie
   4. Esparcimiento de Mie por partículas esferoidales
   5. Partículas pequeñas de forma arbitraria: esparcimiento de Rayleigh
   6. Partículas grandes y tenues de forma arbitraria: difracción anómala
   7. Teoría general del esparcimiento: el operador de transición
4. Teoría de medio efectivo, aplicaciones y límites de aplicabilidad
   1. Introducción a la teoría de medio efectivo
   2. El modelo de Foldy-Lax
   3. El modelo de Maxwell-Garnett
   4. El modelo de Maxwell-Garnett generalizado
   5. El modelo de Clausius-Mossotti
   6. El modelo de van de Hulst
   7. Correcciones al modelo de van de Hulst
   8. ¿Pueden diferentes modelos ser combinados?
5. Esparcimiento múltiple

Calificación: 0.6 exámenes + 0.4 tareas