Física (plan 2002) 2023-1

Optativas, Temas Selectos de Óptica I

Profesor	Alexander Nahmad Rohen	ma ju	11 a 12:30	O132
Ayudante	Claudia Torregrosa Flores

TEMAS SELECTOS DE ÓPTICA I: INTERACCIÓN DE RADIACIÓN CON MATERIA

Profesor: 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 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.

Horario: martes y/o jueves (según la preferencia de los estudiantes)
Reuniones para definir horario: martes 16 de agosto y jueves 18 de agosto a las 11.00

Prerrequisitos: Óptica, Variable Compleja

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
   6. Soluciones generales a la ecuación de onda homogénea
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
   3. El índice de refracción de un dieléctrico
   4. Ley de reflexión y ley de Snell
   5. Ecuaciones de Fresnel
   6. Coeficientes de esparcimiento, absorción y extinción
   7. 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 Maxwell Garnett
   3. El modelo de Clausius-Mossotti
   4. El incremento específico de refracción
   5. El modelo de Foldy-Lax
   6. El modelo de van de Hulst
   7. Correcciones al modelo de van de Hulst
   8. Generalizaciones a suspensiones de múltiples tipos de partículas
   9. Combinación secuencial de modelos
5. Esparcimiento dependiente
   1. Consideraciones generales
   2. La función de correlación de pares

Calificación: 0.5 exámenes + 0.5 tareas