Física (plan 2002) 2023-1

Quinto Semestre, Óptica

Optica Grupo 8204

Clase modalidad presencial

Profesores

M. en C. Carolina Valenzuela Córdova y Dr. Juan Adrian Reyes Cervantes

Ayudante M. en C. Oswaldo Adapata García Instituto de Física UNAM (Edif Marcos Moshinsky cubículos 60 y 28)

Propuesta de Método de Evaluación

• 4 examenes parciales individuales presenciales 40%
• Tareas cada 10 dias aproximandamente 40%
• (se entregan una semana después de ser asignada)
• Exposición individual de media hora 20% sobre un tema asignado del temario.
• 1 examen de reposición
• La forma de evalución y los porcentajes se discutirán en las primeras clases.

Temario

Introducción contextual

1. DESCRIPCION GEOMÉTRICA

El límite de la óptica geométrica. Camino óptico. Principio de Fermat.

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

curvas. Funcionales y extremos, ecuaciones de rayo y espejismos.

2. ÓPTICA GAUSSIANA.

Reflexión y refracción en superficies esféricas.

Lentes delgadas y espejos. Aproximación paraxial. Ecuación de Gauss.

Fórmula del fabricante de lentes.Formación de imágenes. Amplificación transversal

y longitudinal. Sistemas ópticos: Ojo humano, microscopio, telescopio, cámara fotográfica,

número F. Prismas, diferentes tipos y aplicaciones. Aberraciones.

3. PROPAGACIÓN ONDAS

Conceptos básicos y propiedades de las ondas.

La ecuación de onda. Solución general. Superposición.

Teorema de Fourier. Ondas armónicas. Principio de Huygens, rayos y superficies de onda. Notación compleja. Método de fasores. Adición de ondas de la misma

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

de grupo.

4 DINÄMICA ELECTROMAGNETICA .

Ecuaciones de Maxwell en medios y las ecuaciones constitutivas.

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

Energía en el campo electromagnético. Radiación producida por una partícula cargada.

Polarización. Ley de Malus. Vectores de Jones.

5. FORMALISMO DE FRESNEL

Condiciones de frontera para los campos electromagnéticos.

Reflexión y refracción de ondas electromagnéticas en medios dieléctricos

isotrópicos ,Las ecuaciones de Fresnel. Coeficientes de amplitud e intensidad.

Ángulo de Brewster, cambios de fase, reflexión total interna frustrada.

DISPERSIÓN CROMÁTICA.

Propagación de la luz en medios dieléctricos isotrópicos. Dispersión normal y anómala. Absorción.

Propagación de ondas electromagnéticas en medios conductores.

Comparación entre dieléctricos y conductores. Frecuencia de plasma

7. MEDIOS ANISOTRÓPICOS

Propagación de la luz en medios cristalinos.

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

Birrefringencia, dicroísmo, retardadores, compensadores y polarizadores.

7Actividad óptica. Efectos ópticos inducidos. (Faraday, Kerr, Pockels, foto-elasticidad).

8. INTERFERENCIA

Definiciones y conceptos preliminares.Condiciones para observar interferencia. Leyes de Fresnel-Arago. nterferencia por división de frente de onda. Interferencia por división de amplitud. Tipo y localización de franjas.8Interferómetros y sus aplicaciones.Películas delgadas. Aplicaciones.

9. DIFRACCIÓN

Introducción. Principio de Huygens-Fresnel. Obstáculos. Principio de Babinet.

Difracción de Fraunhoffer. Difracción de Fresnel. Espiral de Cornu.

Rejillas de difracción. Aplicaciones.

Bibliografía

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