Leyes de la óptica

Leyes de la óptica: La óptica está dividida en óptica geométrica y óptica ondulatoria.

Óptica geométrica: estudia los fenómenos que se producen cuando un haz de radiación luminosa incide sobre cuerpos transparentes u opacos, o interfiere con otras radiaciones luminosas. Su teoría, que es de origen geométrico, presupone que la luz se propaga en línea recta en un medio homogéneo.

Reflexión

Ocurre cuando una onda luminosa incide sobre una superficie lisa que separa dos medios y es reemitida hacia la fuente.
Pero si la velocidad de propagación luminosa es distinta en cada medio, el rayo es desviado y se produce la refracción.
La relación entre la energía de la luz reflejada y la incidente se llama factor de reflexión.

Principio de Huygens-Fresnel

La onda reflejada (y también la refractada) está formada por la envolvente de las ondas elementales producidas al mismo tiempo en puntos distintos de la superficie. El rayo reflejado es perpendicular a la onda reflejada, como el rayo incidente respecto a la onda incidente.

Principio de Fermat

El rayo incidente se divide en dos partes, de manera que satisface las condiciones para las cuales el recorrido entre dos puntos a través de la superficie de separación, se realiza en un tiempo mínimo.

Reflexión total

Este fenómeno se da cuando el rayo de luz no es refractado. Si el rayo proviene de un medio con un índice de refracción mayor n₂, incide sobre una superficie con índice de refracción menor, n₁, se refleja totalmente:

$\operatorname{sen} \alpha = {n_1 \over n_2}$

Donde α es el ángulo de incidencia que recibe el nombre de ángulo límite o crítico.

Refracción

Cuando la velocidad de propagación v₁ en el primer medio es superior la v₂ del segundo, el ángulo r que la onda refractada forma con la normal a la superficie es menor respecto al de incidencia i, según la ley:

$\frac {\operatorname{sen} i} {\operatorname{sen} r} = \frac {v_1} {v_2}$

Cuando el primer medio es vacío se dice que el índice es absoluto.

Refringencia o doble refracción

La birrefringencia, también conocida como doble refracción, se observa cuando una radiación luminosa incide sobre un medio no isótropo, la onda se descompone en dos distintas que se propagan en diferentes direcciones.
La primera sigue las leyes normales de la refracción y se llama rayo ordinario; la otra tiene una velocidad y un índice de refracción variables y se llama rayo extraordinario. Ambas ondas están polarizadas perpendicularmente.

Este efecto se puede observar en la calcita o espato de Islandia.