Física (plan 2002) 2023-1

Quinto Semestre, Óptica

Curso: Óptica, quinto semestre, 12 créditos

Grupo: 8418

Horario: Lunes, miércoles y viernes 08:00 – 10:00 hrs.

Modalidad Presencial

NOTA IMPORTANTE: El curso empezará el lunes 15 de agosto del 2022 a las 8:00 horas

Profesor 1

Pedro Cebrian Xochihuila

Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología

Laboratorio Universitario de Fabricación de Equipos Ópticos LUFABEO-ICAT

Circuito exterior s/n, C. P. 04510 Cd. Universitaria, CDMX., Tel. 56228602 Ext. 1528

Correo: pedro.cebrian@icat.unam.mx

Página web: https://www.icat.unam.mx/pedro-cebrian-xochihuila/

Profesor 2

Dahi Ludim Hernández Roa

Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología ICAT-UNAM

jokplerr@gmail.com

Ayudante

Mariana Esther Torres Revuelta

Instituto de Física UNAM, Edificio Marcos Moshinsky, Planta baja, Cubículo 17.

marianatr.97@ciencias.unam.mx

TEMARIO DEL CURSO

I. El Movimiento Ondulatorio (Pedro Cebrian)

1.1. Ondas unidimensionales.

1.2. Ondas Armónicas.

1.3. Fase y velocidad de Fase.

1.4. El principio de superposición.

1.5. La representación compleja.

1.6. Los fasores y la adición de ondas.

1.7. Ondas planas.

1.8. La ecuación diferencial de onda tridimensional.

1.9. Ondas esféricas.

1.10. Ondas cilíndricas.

2. La superposición de ondas (Pedro Cebrian)

2.1. Suma de ondas de la misma frecuencia.

2.2. Suma de ondas de diferente frecuencia.

2.3. Ondas periódicas armónicas.

2.4. Ondas no periódicas.

3. Óptica de Fourier (Pedro Cebrian)

3.1. Introducción.

3.2. Transformadas de Fourier.

3.3. Aplicaciones ópticas.

4. Propagación de la luz (Dahi Hernández)

4.1. Introducción.

4.2. Esparcimiento de Rayleigh.

4.3. Reflexión.

4.4. Refracción.

4.5. El principio de Fermat.

4.6. El tratamiento electromagnético.

4.7. Reflexión total interna.

4.8. Las propiedades ópticas de los metales.

4.9. Aspectos conocidos de la interacción de la luz y la materia.

4.10. El tratamiento de Stokes de la reflexión y la refracción.

4.11. Fotones, ondas y probabilidad.

5. Óptica geométrica (Dahi Hernández)

5.1. Introducción.

5.2. Lentes.

5.3. Diafragmas.

5.4. Espejos.

5.5. Prismas.

5.6. Fibras ópticas.

5.7. Los sistemas ópticos.

5.8. Conformación del frente de onda.

6. Más sobre óptica geométrica (Dahi Hernández)

6.1. Lentes gruesas y sistemas de lentes.

6.2. Trazado analítico de rayos.

6.3. Aberraciones.

7. Teoría electromagnética, fotones y luz (Dahi Hernández)

7.1. Leyes básicas de la teoría electromagnética.

7.2. Ondas Electromagnéticas.

7.3. Energía y momento.

7.4. Radiación.

7.5. La luz en la materia.

7.6. El espectro electromagnético.

8. Polarización (Dahí Hernández)

8.1. La naturaleza de la luz polarizada.

8.2. Polarizadores.

8.3. Dicroísmo.

8.4. Birrefringencia.

8.5. Esparcimiento y polarización.

8.6. Polarización por reflexión.

8.7. Retardadores.

8.8. Polarizadores circulares.

8.9. Actividad óptica.

8.10. Efectos ópticos inducidos-moduladores ópticos.

8.11. Una descripción matemática de la polarización.

9. Interferencia (Pedro Cebrian)

9.1. Consideraciones generales.

9.2. Condiciones para la interferencia.

9.3. Interferómetros de división de frente de onda.

9.4. Interferómetros de división de amplitud.

9.5. Tipos y localización de franjas de interferencia.

9.6. Interferencia de haces múltiples.

9.7. Aplicaciones de la interferometría.

10. Difracción (Pedro Cebrian)

10.1. Consideraciones preliminares.

10.2. Difracción de Fraunhofer.

10.3. Difracción de Fresnel.

10.4. Teoría escalar de la difracción de Kirchhoff.

10.5. Ondas de difracción en bordes.

MÉTODO DE EVALUACIÓN

1. La calificación final

Tareas: 40%

Exámenes: 40%

Trabajo final: 20%

Calificación final = Tareas + Exámenes + Trabajo final

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, y habrá 4 exámenes parciales.

4. No habrá reposición de exámenes parciales, no habrá examen final y no habrá examen extraordinario.

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BIBLIOGRAFÍA

TEXTO

1. E. Hecht, Óptica (Libro principal del curso)

REFERENCIAS BÁSICAS

1. Daniel Malacara, Óptica Básica, Fondo de Cultura Económica, México (1990).

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. Heald, 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.

PÁGINAS WEB:

• https://www.dgb.unam.mx/ Información acerca de la localización de libros y revistas en la UNAM.

• http://www.cio.mx/ Centro de Investigaciones en Optica, A. C.

• https://www.icat.unam.mx/ Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología

• http://www.inaoep.mx/ Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

• http://www.smf.mx Sociedad Mexicana de Física

• https://amo-ac.mx/ Academia Mexicana de Óptica

• http://www.osa.org/ Optical Society of America

• http://www.nature.com/nature/ Revista Nature

• http://www.sciam.com Revista Scientific American2.