Óptica
Estudia el comportamiento de la luz su característica y sus manifestaciones. En la Edad Antigua se conocía la propagación rectilínea de la luz y la reflexión y refracción. Dos filósofos y matemáticos griegos escribieron tratados sobre óptica: Empédocles y Euclides.
La sensación luminosa y las fuentes de luz
Es muy común la frase: “Posamos nuestros ojos sobre….” Parece como si fuéramos hacia los objetos como cuando los tocamos. Pero la realidad es muy distinta. Si nos hallamos en un cuarto totalmente a oscuras, por más abiertos que tengamos los ojos, no vemos nada.
Esto sucede por que nuestros ojos son impresionados por la luz que emiten los cuerpos.
Por ejemplo:
- Fuentes luminosas: Son cuerpos que emiten radiaciones capaces de impresionar el sentido de la vista. La más importante es el sol. Existen fuentes naturales (el sol) y artificiales (bujías, lámparas eléctricas, etcétera).
- Cuerpos luminosos: Son los que no producen las radiaciones mencionadas, pero al recibirlas de las fuentes luminosas las reflejan, por ejemplo lo que llegan indirectamente.
- Oscuridad: Es la falta de sensación luminosa.
- Fuente puntual: Es la fuente luminosa cuyas dimensiones son casi nulas con respecto a la distancia hasta los cuerpos que ilumina. Por ejemplo las estrellas.
- Color de la luz: blanca.
- Cuerpos opacos: Son los que, colocados entre una fuente luminosa y el observador, no permiten recibir ninguna sensación luminosa.
- Cuerpos transparentes: Son los que, ubicados como los anteriores, permiten percibir la impresión luminosa, sin modificaciones.
- Cuerpos traslucidos: Son aquellos a través de los cuales se reconoce la luz, pero no la forma de los objetos.
Propagación de la luz
En una habitación cerrada y de paredes totalmente opacas, en la que no haya ninguna fuente luminosa, no se ven las cosas que hay dentro, por que se carece de sensaciones luminosas.
Cuando la oscuridad no es total, pero se deja pasar sólo una mínima parte de luz proveniente del exterior, se observa en el polvillo suspendido en el aire que la propagación es en línea recta.
Por ejemplo:
Cuando por las puertas entornadas de una venta se cuela un rayo luminoso. Éste se forma cuando la fuente de luz es muy lejana y el orificio es pequeño.
El conjunto de rayos se denomina haz de rayos. Puede ser convergente, cuando las direcciones tienen un punto común y el sentido es hacia dicho punto; divergente, si las direcciones tienen un punto en común, que es el origen de los rayos y paralelo, cuando la dirección y el sentido son iguales.
Si entre una fuente puntual y una pantalla donde se proyectan los rayos luminosos se interpone un cuerpo (por ejemplo: una esfera), se podrá ver en la superficie de proyección una sombra similar al contorno del cuerpo. El cono formado por los rayos tangentes al cuerpo contiene una parte del espacio, a la cual no llega ningún rayo, llamada cono de sombra.
Si la fuente es extensa, al interponen un cuerpo entre ella y la pantalla se distinguen:
- La zona de sombra, a la cual no llegan rayos de ningún punto de Lafuente originaria.
- La zona de luz donde llegan rayos de los puntos de una parte de la fuente.
- La zona de luz donde llegan rayos de todos los puntos de la fuente.
Todas estas zonas están limitadas por las tangentes interiores y exteriores.
Óptica geométrica y óptica física
La óptica geométrica estudia la marcha de los rayos de luz y por lo tanto analiza la reflexión y refracción de la luz, espejos, prismas, lentes y aparatos ópticos.
La óptica física estudia la naturaleza de los fenómenos lumínicos.