Física (plan 2002) 2024-1

Optativas, Temas Selectos de Óptica I

Profesor	Alexander Nahmad Rohen	ma	11 a 14	102 (Nuevo Edificio)
Ayudante

TEMAS SELECTOS DE ÓPTICA I: INTERACCIÓN DE LUZ CON MATERIA: TEORÍA CLÁSICA

Profesor: Alexander Nahmad-Rohen
Ayudante: Atzin López Tercero

La interacción de luz 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 Temas Selectos de Óptica II: Interacción de Luz con Materia: Teoría Cuántica, impartida por el Dr Eduardo Nahmad-Achar.

Horario: martes y jueves de 11.00 a 14.00
Salón: Edificio Nuevo 102

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
   6. Soluciones generales a la ecuación de onda homogénea
2. Interacción clásica de luz 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. Coeficientes de esparcimiento, absorción y extinción
   5. 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 esparcimiento
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. Esparcimiento dependiente
   3. La función de correlación de dos partículas
   4. Ejemplo de un modelo de esparcimiento dependiente
   5. La función de correlación de tres partículas
   6. Observaciones finales

Calificación: 0.6 × exámenes + 0.4 × tareas