Breve historia de la óptica

8/19/2019 Breve historia de la óptica

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE FÍSICA Y MATEMÁTICAS

PRÁCTICA 0:

"BREVE CRONOLOGÍA DE LA ÓPTICA"

NAVA CALLEJAS MARTÍN JAVIER

GRUPO: 4FM2 SECCIÓN: B

11FEBRERO201!



intelectuales del mundo, pues adquirieron rápidamente los conocimientos de losgriegos e hind9es.

La óptica fue ampliamente estudiada, en particular por Al :azen (;7< = >-?).*roporcionó detalles adicionales a la Le% de la 3eflexión, afirmando que los

ángulos de incidencia % reflexión se encuentran en el mismo plano, normal al de lainterfaz# estudió los espe$os esf0ricos % parabólicos % fue el primer físico en dar una descripción detallada del o$o humano, con base a sus estudios de anatomía.

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+erca de @6>, itellio, un mon$e de Buringia explicó que el titileo de las estrellasse debe al movimiento del aire, % mostró que el efecto era más intenso si se veíana trav0s de agua en movimiento. Además, sostuvo que el arcoíris se debía tanto areflexión como refracción.

Cilhelm von 8oerbecD, en @6? Arzobispo de +orinto, tradu$o al latín el tratado de Al :azen sobre espe$os parabólicos.

/n prominente escritor de esta 0poca fue 3oger Eacon (@5< =@5),considerado por muchos el primer científico en el sentido moderno. Se le atribu%eel concebir la idea de utilizar lentes para corregir la visión % construir telescopios,además de tener nociones básicas de cómo los ra%os atraviesan una lente.

4 R(-)''(-#

"l ma%or logro de la óptica durante este periodo fue la invención de instrumentosque permitieran observar a grandes distancias % peque&os ob$etos. "stos fueron eltelescopio % microscopio, respectivamente.

Fo es del todo claro qui0n constru%ó el primer telescopio, aunque se tiene registroque el @ de octubre de ;>?, :ans Lippershe% (7?6=;), un organizador deespectáculos, hizo una solicitud por la patente del instrumento. Se le di$o quemodificara su invento % constru%era uno que permitiera ver con los dos o$os. *esea completarlo, no recibió la patente, aunque el gobierno le pagó >> monedas deoro (gulden en holand0s). Al mismo tiempo, Galileo escuchó del nuevo instrumento% en algunos meses había construido uno, tallando los lentes a mano. 1ichoinstrumento le permitió observar cuatro lunas de H9piter.

La invención del microscopio es contemporánea a la del telescopio. Se le atribu%eal holand0s Iacharias Hanssen (7?? = ;-@). Al principio, la pieza ocular consistíaen lentes cóncavos. Se asume que Jrancisco Jontana fue el primero enreemplazarla por lentes convexos.



"n el caso del telescopio, Hohannes Kepler fue el primero en sugerir un cambio delentes cóncavos a convexos. "n ; publicó '1ióptrica', un primer tratado de lateoría del telescopio, donde presentó una aproximación, para ángulos peque&os, ala le% de 3efracción.

3 S'%# 5VII

La le% de refracción fue descubierta de manera empírica por Cillebrord Snel (7= ;@;). Funca publicó su descubrimiento, aunque tanto :u%gens como 2saaDoss afirman haber examinado el manuscrito, por lo cual se le concedió el cr0dito,pese a que 3en0 1escartes publicó la formulación de dicha le% en su libro 'La1ióptrica'. A diferencia de Snel, quien planteó la le% en t0rminos de cosecantes,1escartes la expresó en función de senos.

"l fenómeno de difracción, esto es, la desviación de la propagación rectilínea queocurre cuando la luz avanza a trav0s de una obstrucción, fue notado por primeravez por Jrancesco 8aría Grimaldi , quien publicó 'Jísica % 8atemáticas de la luz,colores % arcoíris' en ;;7. "n dicha obra, acu&ó por primera vez el t0rmino'difracción'.

A la edad de @- a&os, 2saac Feton (;5@ = 6@6) comenzó con sus experimentosde la dispersión de la luz# a partir de ellos, conclu%ó que la luz blanca se componíade una mezcla de un largo rango de colores independientes. Sostuvo que loscorp9sculos de luz asociados con los distintos colores excitaban el 0ter (sustanciahipot0tica extremadamente ligera que se creía ocupaba el espacio entero) envibraciones características. Su principal razón para refutar la teoría de onda fue eldifícil problema de explicar la propagación rectilínea en t0rminos de ondas quevia$an en todas direcciones.

Al mismo tiempo que Feton enfatizaba la teoría de emisión en 2nglaterra,+hristian :u%gens (;@ = ;7) se encontraba expandiendo la teoría de onda. Adiferencia de 1escartes, :ooDe % Feton, :u%gens correctamente conclu%ó que laluz disminuía su velocidad al entrar en un medio más denso. Jue capaz de derivar las le%es de la reflexión % refracción# explicó el fenómeno de la doble refracción dela calcita usando su teoría de onda. 8ientras traba$aba en ello, descubrió lapolarización.

*ese a no estar seguros respecto a la naturaleza de la luz (onda o partícula) seconsideraba que la luz tenía una velocidad tan alta que se propagaba al instante.Sin embargo, 1ane 4le +hristensen 3Mmer (;55 = 6>) determinó que suvelocidad era finita, haciendo un cuidadoso estudio de los eclipses de 2o conformese movía a trav0s de la sombra de H9piter.



! S'%# 5I5

La teoría de la luz como una onda volvió a ser mencionada por Bhomas Noung(66- = ?@), quien entre ?> % ?>- expuso ante la 3eal Sociedad un nuevoconcepto fundamentalO el principio de interferencia. Además, fue capaz de

determinar longitudes de onda de distintos colores empleando los datos deFeton.

"n ?57, 8ichael Jarada% (6=?;6) estableció una relación entre elelectromagnetismo % la luz cuando encontró que la dirección de polarización de unra%o podía ser alterada en presencia de un fuerte campo magn0tico presente en elmedio. Hames +lerD 8axell (?-=?6) fue capaz de sintetizar losdescubrimientos del electromagnetismo en trece ecuaciones, las cuales con laintervención de :eaviside, Gibbs % :ertz se sintetizaron en cuatro gracias a laaplicación del análisis vectorial. Al combinarlas, se demuestra que el campo

electromagn0tico se propaga como una onda transversal en el medio luminoso. "ndicha ecuación se encuentra el valor exacto de la rapidez de la onda, el cual es elvalor de la rapidez de la luz. La conclusión fue, por tanto, que la luz es 'unaperturbación electromagn0tica en forma de onda, que se propaga por el medio'.La comprobación experimental de este hecho la realizó :einrich :ertz (?76=?5). +on este descubrimiento, quedó clara la relación estrecha entre la óptica %el electromagnetismo.

6. Siglo

Hules :enri *oincar0 (?75=@) fue el primero en notar la relevancia de la faltade capacidad experimental de observar alg9n efecto relacionado al 0ter. "n >>,puntualizó la posibilidad de la no existencia del 0ter. "n >7, al introducir suBeoría "special de la 3elatividad, Albert "instein (?6=77) tambi0n rechazó laposibilidad de la existencia del 0ter. Sostuvo que la velocidad de la luz siempre sepropaga con una misma velocidad, independientemente de la velocidad del ob$etoemisor.

"l de octubre de >>, 8ax *lancD (?7?=56) le%ó un documento ante laSociedad Alemana de Jísica en el que introducía los principios de la 8ecánica+uántica, una teoría que involucraba fenómenos submicroscópicos. "n >7,apo%ado en estas ideas, "instein propuso una nueva forma de la teoríacorpuscular, en que consideraba que la luz se conformaba de partículas deenergía. +on el esfuerzo de EhMr, :eisenberg, SchrMdinger, 1e Eroglie, 1irac,entre otros, la 8ecánica +uántica se convirtió en una teoría sólida. +on ella, sevolvió evidente que los conceptos de onda % partícula, a nivel macroscópicomutuamente exclu%entes, podían ser combinados en el mundo subatómico.



"l florecimiento de la óptica aplicada en la segunda mitad del siglo veinterepresenta un nuevo comienzo por sí mismo. "ntre los a&os 7>=;>, secomenzó a ense&ar óptica en las t0cnicas matemáticas % en la teoría decomunicaciones.

"l primer láser fue construido en ;>, % en menos de una d0cada los ra%os láser fueron del rango del infrarro$o al ultravioleta. A partir de entonces, la tecnologíanecesaria para producir un sistema de comunicaciones ópticas funcional sedesarrolló rápidamente. "l sofisticado uso de cristales en dispositivos tales comoel generador de segundos armónicos, moduladores electro=ópticos % acusto=ópticos, entre otros, motivaron la investigación de la óptica de cristales. La t0cnicade reconstrucción del frente de onda, conocida como holografía, producemagníficas imágenes en tres dimensiones, motivo por el cual tiene numerosasaplicaciones.

La orientación militar de los descubrimientos de los ;>Ps continuó por -> a&os.1icho inter0s va desde las 'bombas inteligentes' hasta los lentes infrarro$os paraver en la oscuridad. Sin embargo, las consideraciones económicas $unto con lanecesidad de me$orar la calidad de vida han introducido productos de la óptica enel mercado como nunca antes se había hecho. :o% día los láseres, por e$emplo,se utilizan en todos lados. Los dispositivos como relo$es, calculadoras ocomputadoras son %a indispensables en todo el mundo.

REFERENCIAS

+a$ori, Jlorian, 'A :istor% of *h%sics'. 1over *ublications, ;@.

:echt, "ugene, '4ptics 5th "dition'. Addison=Cesle%, @>>@.

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