1. INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA GEOMÉTRICA

• Las leyes sobre las que se estructura la óptica geométrica son: 

• Ley de propagación rectilínea de la luz 

• Ley de independencia de los rayos luminosos:Cada rayo es independiente de los otros. 

• Ley de la reflexión y la refracción. 

• Ley de reciprocidad: El camino del rayo desde el punto A al punto B es reversible, esto es, es el mismo que de B a A.

 

Aproximación del rayo: El rayo es una construcción matemática que solo representa la dirección de propagación del flujo de energía radiante, de modo que el rayo es perpendicular a cada punto del frente de onda.

 

1.1. Terminología

en óptica geométrica Es válida para la formación de imágenes por reflexión y refracción. 

• Objeto. Fuente de la que proceden los rayos luminosos, ya sea por luz propia o reflejada. 

• Imagen. Figura formada por el conjunto de puntos donde convergen los rayos que provienen de las fuentes puntuales del objeto tras su paso por el sistema óptico. Puede ser:

1. - Real. Imagen formada con la intersección de los rayos refractados o reflejados. Podemos decir que “la puedo tocar físicamente”

2. - Virtual. Imagen formada en la intersección de las prolongaciones de los rayos refractados o reflejados. “No la puedo tocar físicamente”

Si consideramos en todos los casos (espejos y lentes) que las superficies curvas son esféricas: 

• Centro de curvatura, C. Centro geométrico de la esfera a la que correspond

• e la superficie del espejo o lente.

•  Vértice, V. Es el punto de corte de la superficie esférica con el eje óptico.

• Radio de curvatura, r. Es la distancia que existe entre el centro de curvatura y el vértice. 

• Eje óptico. Es el eje que une el objeto con el centro de curvatura de la lente o espejo, C, y con el centro del sistema óptico (lente o espejo). 

• Focal, F. Lugar geométrico donde convergerían los rayos que inciden paralelos sobre el sistema óptico. 

1. Distancia objeto, So. OV 

2. Distancia Imagen, Si. IV 

3. Distancia Focal, F. FV I F V C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Otras definiciones útiles: 

• Sistema estigmático. Todos los rayos procedentes de un mismo punto objeto se cortan en el mismo sitio produciendo un mismo punto imagen

• Sistema óptico. Conjunto de superficies que separan medios transparentes, homogéneos e isótropos con distinto índice de refracción.  

• Sistema óptico centrado: Sistema que tenga todas sus superficie concéntricas 

• Dióptrio. Superficie de separación entre dos medios homogéneos e isótropos con índices de refracción distintos

 

1.2. Formación de imágenes en espejos:

Diagrama de rayos Podemos determinar la posición de la imagen trazando únicamente dos de los tres siguientes (en todo caso, es conveniente hacer los tres para asegurar)

 

• Rayo paralelo. Aquel paralelo al eje óptico en su viaje. Al dar con la superficie, pasa por el foco (focal). 

• Rayo radial. Aquel que pasa por C, en una superficie esférica. Al dar con la superficie, vuelve por el mismo camino. 

• Rayo focal. Aquel que pasa por la focal. Al dar con la superficie, se desvía paralelamente. (Ver esquema anterior) Con este diagrama puedo conocer las características de la imagen formada. Para el caso de espejos convexos, C i F están “detrás” del espejo, esto es, son virtuales.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Características de la imagen formada

 

• Imagen virtual o real (definición anterior) 

• Tamaño: es el aumento lateral de la imagen respecto al objeto. (donde es el tamaño de la imagen e es el tamaño del objeto).