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title: 'El concepto de rayo de luz' |
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media_order: 'OG_rayons_foret.mp3,OG_rayons_foret.ogg,rays_forest.jpg' |
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### Fundamentos de la óptica geométrica |
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#### Óptica Geométrica <br> un modelo físico simple. |
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Sus *fundamentos* son : |
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* El concepto de **rayo de luz** camino orientado de la energía luminosa |
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* El concepto de **índice de refracción** caracteriza la velocidad aparente de la luz en un medio homogéneo |
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* El **principio de Fermat** |
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##### Rayo de luz |
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<!--Para el audio : |
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Caminar en el bosque en un día caluroso de verano es un gran placer. El contraste entre la frescura de las áreas sombreadas por el follaje y los troncos de los árboles, y el calor de la luz solar directa es sorprendente. rayos de luz directos aumentan la temperatura del aire, haciendo que el sudor, y golpear su piel que le da la sensación de la luz, no desagradable, porque dominado, ardor. La luz transporta energía .... Mientras camina, se puede anticipar, prisa a la llegada de una zona de sombra, como el juego de luces con espacio cebra árboles a su alrededor. En el aire los aromas únicos y maravillosos de la selva, los rayos de luz se propagan en línea recta, que siguen la trayectoria de propagación de la energía de la luz.--> |
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[AUDIO : _la intuición del "rayo de luz" durante un paseo por el bosque_](OG_rayons_foret.mp3) |
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Los **rayos de luz** son *líneas orientadas* que en cada uno de sus puntos indican la *dirección y el sentido de propagación de la energía de la luz*. |
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Los rayos de luz siguen *líneas rectas en un entorno homogéneo*. |
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* Los rayos de luz *no interactúan* |
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##### El índice de refracción |
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**índice de refracción $`n`$** : |
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**$`n\;=\;\dfrac{c}{v}`$** |
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* **`c`** : *velocidad de la luz en el vacío* (límite absoluto) |
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* **`v`** : *velocidad de la luz en un medio* homogéneo |
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**$`\Longrightarrow\: : \: n`$** : cantidad física **adimensional ** y **siempre >1**. |
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Dependencia : **$`n\;=\;n(\nu)\;\;\;`$** , ou **$`\;\;\;n\;=\;n(\lambda_0)\;\;\;`$** *(con $`\lambda_0`$ longitud de onda en el vacío)* |
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Yo quería hacer este punto importante aquí, pero no es simple: con el efecto Doppler, medio de propagación no se mueve en relación con el observador ... creo que debe ser la advertencia en el texto principal, y resumen de todos en este lugar tan paralela 1: |
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!!!! PRECAUCIÓN : frecuencia $\nu$ de un (variable de tiempo) de onda medida por un observador dado, no es dependiente en el medio de propagación, donde la medición se lleva a cabo. Este no es el caso de la medida de longitud de onda $\lambda$ , que depende del medio de propagación como la propagación de la onda de velocidad $V$ puede depender de ese entorno. Frecuencia, longitud de onda y la velocidad de propagación de una onda están conectados por la ecuación $\lambda\:=\:\frac{V}{\nu}$, mais :<br> |
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!!!! la **cantidad fundamental** (independiente del medio) es la frecuencia $\nu$ (la escala temporal)**. |
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!! PARA IR MÁS LEJOS : |
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!! |
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!! en todo el espectro electromagnético y por cualquier medio : |
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!!$`n`$ : valor complejo dependiente de la frecuencia $\nu$ de la onda electromagnética, las variaciones fuerte representativo de todos los mecanismos de interacción de luz / materiales : $`n(\nu)=\Re[n(\nu)]+\Im[n(\nu)]`$<br> |
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!! |
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!! en el visible (donde se usa $`\lambda_0`$ más que $`\nu`$) y por medio transparente :<br> |
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!! valor real, pequeñas variaciones de $`n`$ con $`\lambda_0`$ $`\left(\frac{\Delta n}{n} < 1\%\right)`$ |
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##### Camino óptico |
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**camino óptico** *$`\delta`$* $`=`$ |
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**longitud euclidiana** *$`s`$* $`\times`$ **índice de refracción** *$`n`$* |
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* **$`\Gamma`$** : *camino (línea continua) entre dos puntos fijos A y B* |
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* **$`\mathrm{d}s_P`$** : *elemento infinitesimal de longitud en el punto P en el camino $`\Gamma`$* |
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* **$`n_P`$** : *índice de refracción al punto P* |
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* **$`\mathrm{d}\delta_P`$** : *infinitesimal camino óptico en el punto P en el camino $`\Gamma`$* |
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Camino óptico a lo largo de un camino entre dos puntos fijos A y B : |
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**$`\delta\;=\;\displaystyle\int_{P \in \Gamma}\mathrm{d}\delta_P\;`$$`=\;\displaystyle\int_{P \in \Gamma}n_P\cdot\mathrm{d}s_P`$** |
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* **$`\delta`$** $`=\displaystyle\int_{\Gamma}n\cdot\mathrm{d}s\;=\;\int_{\Gamma}\dfrac{c}{v}\cdot\mathrm{d}s`$ = $`c\;\displaystyle\int_{\Gamma}\dfrac{\mathrm{d}s}{v}`$ = *$`\;c\;\tau`$* |
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* **$`\delta`$** es *proporcional al tiempo de curso* |
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