Óptica física
En física, la óptica física u óptica ondulatoria es la rama de la óptica que toma la luz como una onda y explica algunos fenómenos que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo.
Este desarrollo práctico fue acompañado por el desarrollo de teorías sobre la luz y la visión por parte de los antiguos filósofos griegos e indios, así como por el desarrollo de la óptica geométrica en el mundo grecorromano.
[3] En la filosofía griega prevalecieron dos teorías ópticas opuestas respecto al funcionamiento del sentido de la vista: la “intromisionera” y la “ emisiva ”.
Con muchos defensores, entre ellos Demócrito, Epicuro, Aristóteles y sus seguidores, esta teoría parece tener cierta conexión con las teorías modernas sobre lo que realmente es la visión, pero sigue siendo una mera especulación sin ninguna base experimental.
Platón fue el primero en formular claramente la teoría de la emisión, la idea de que la percepción visual se logra gracias a los rayos emitidos por los ojos.
En el Timeo también comentó la paridad de las figuras invertidas en los espejos.
[6] En su tratado Óptica, Ptolomeo defiende la teoría de la extramisión-intromisión de la visión: los rayos (o flujo) del ojo forman un cono, cuyo vértice está dentro del ojo y su base define el campo de visión.
Recapituló gran parte del trabajo de Euclides y fue más allá al describir un método para medir el ángulo de refracción, aunque no logró ver una conexión empírica entre éste y el ángulo de incidencia.
[7] Durante la Edad Media, las ideas griegas sobre la óptica fueron revividas y ampliadas por autores del mundo musulmán de la época.
[9] Utilizó esta ley para calcular las formas óptimas de lentes y espejos esféricos.
[10][11][12][13][14] Rechazó la teoría de emisión de la óptica ptolemaica y en su lugar propuso la idea de que la luz se refleja rectilíneamente en todas las direcciones desde todos los puntos visibles de un objeto dado y luego entra en el ojo, aunque no pudo explicar cómo el ojo capta los rayos.
La obra de Alhazen fue en gran parte ignorada en el mundo árabe, pero fue traducida anónimamente al latín alrededor de 1200 y fue ampliado aún más por el monje polaco Witelo,[15] convirtiéndolo en el libro de texto estándar sobre óptica en Europa durante los siguientes 400 años.
[16] Ya en el siglo XVII se reconoció que la interpretación clásica de la luz como un haz de rayos rectos era incompleta.
La difracción y la interferencia no se pueden explicar de esta manera.
Christiaan Huygens observó hacia 1650 que la propagación de la luz análoga a las ondas del agua explicaría el fenómeno.
Los trabajos de Joseph von Fraunhofer y Augustin Jean Fresnel ampliaron aún más la teoría.
Friedrich Magnus Schwerd utilizó la teoría ondulatoria para explicar sus extensos experimentos de difracción.
En este contexto, es un método intermedio entre la óptica geométrica, que ignora los efectos de las ondas , y el electromagnetismo de onda completa, que es una teoría precisa.
Esto se asemeja a la aproximación de Born, en el sentido de que los detalles del problema se tratan como una perturbación.
Dado que se trata de una aproximación de alta frecuencia, suele ser más precisa en óptica que en radio.
En óptica, normalmente consiste en integrar un campo estimado por rayos sobre una lente, espejo o apertura para calcular el campo transmitido o disperso.
En la dispersión de radar, generalmente significa tomar la corriente que se encontraría en un plano tangente de material similar a la corriente en cada punto del frente, es decir, la parte geométricamente iluminada, de un dispersor.
La corriente en las partes sombreadas se toma como cero.
[19][20] Una teoría mejorada introducida en 2004 ofrece soluciones exactas a problemas relacionados con la difracción de ondas mediante dispersores conductores.
[19] Al observar la interacción de la luz con la materia, se han observado diversos efectos que ya no pueden explicarse mediante la óptica geométrica.
y del tiempo t. La función de onda puede ser escalar o vectorial.
La descripción vectorial de la luz es necesaria si interviene la polarización.
La solución a esta ecuación viene dada por la aproximación.
y los frentes de onda se propagan en la dirección x.
En realidad, la frecuencia de la onda luminosa es crucial para el color.
