Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física (plan 2002) 2023-1

Quinto Semestre, Óptica

Grupo 8203, 35 lugares. 27 alumnos.
Profesor Maximino Avendaño Alejo ma ju vi 12 a 14 103
Profesor Martín Jiménez Rodríguez
Ayudante Osvaldo Ponce Hernández
Ayudante Vanessa Vázquez Pérez

 
Horario: Ma / Ju / Vi / 12:00 - 14:00 hrs.
Fecha de Reunión: Martes 16 de agosto de 2022
Horario de Reunión: 12:00 hrs.
Salón: 103
Cupo: 40 personas.

PROFESORES

Maximino Avendaño Alejo

e-mail: maximino.avendano@icat.unam.mx
Tel. 56228602 Ext. 1248

Martín Jiménez Rodríguez

e-mail: martin_jimenez@ciencias.unam.mx
Tel. 56228602 Ext. 1030

Ayudante: Osvaldo Ponce Hernandez

e-mail: ponce.hernandez.osvaldo@gmail.com
Tel. 56228602 Ext. 1030
Laboratorio de Pruebas Ópticas.
Planta Baja, Edificio Principal.
Ir a página WEB http://www.icat.unam.mx/

ESCALA DE EVALUACIÓN

1. La calificación final estará integrada por:
Tareas --- 45 %
Exámenes --- 50%
Presentación final --- 5%
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, habrá 4 exámenes parciales.

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.
4. Principio de Huygens.

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. Introducción a la óptica matricial.
7. 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. 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.
4. Radiación de una partícula cargada.
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.
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.
5. Rejillas de difracción. Aplicaciones.

BIBLIOGRAFÍA

TEXTO BÁSICO

1. E. Hecht, Optics, 5ª. Pearson Education (2016).

REFERENCIAS ADICIONALES

1. F. A. Jenkins, H. E. White, Fundamentals of Optics, McGraw-Hill. 4ª. Ed. (1976).
2. Daniel Malacara, Óptica Básica, 2ª Edición, Fondo de Cultura Económica, México (2004).
4. G. R. Fowles, Introduction to Modern Optics, Dover. 2ª. Ed.
5. J. Strong, Concepts of Classical Optics, Freeman (1958).
6. R. Resnick, D. Halliday, Physics, Vol. II, Wiley (1966).
7. 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, 2nd 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).

REVISTAS

1. Scientific American.
2. American Journal of Physics.
3. The Physics Teacher.
4. Optics and Photonics News.
5. Photonics Spectra.
6. Laser Focus.

DÍAS DE ASUETO OFICIALES: SEMESTRE 2023-1

Jueves 15 y viernes 16 de septiembre.
Martes 1 de noviembre.

 


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