Programa_OPT-FiSICA_11-12

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UNIVERSIDAD DE ALICANTE 
DEPARTAMENTO DE ÓPTICA, FARMACOLOGÍA Y ANATOMÍA 
ÓPTICA FÍSICA 
CURSO: 2011-2012 
PROFESORADO: Carmen Vázquez (Teoría y prácticas) 
CREDITOS: Teoría: 6 y Prácticas: 3 
OBJETIVOS 
Estudiar y explicar los fenómenos de propagación e interacción luz-luz (fenómenos de 
interferencia y difracción) Conocer una introducción al modelo cuántico de la radiación. 
TEMARIO 
0. INTRODUCCION 
TEMA 0: Introducción a la Optica Física 
1. Introducción histórica. 2. Modelos científicos sobre la naturaleza de la luz. 
 
I. MOVIMIENTO ONDULATORIO 
TEMA 1: Movimiento ondulatorio I. Ecuación diferencial de onda 
1. Ondas unidimensionales. 2. Ondas armónicas. 3. Fase y velocidad de fase. 4. 
Representación compleja. 5. Ecuación diferencial de onda tridimensional. 6. Ondas 
planas, esféricas y cilíndricas. 7. Ondas escalares y vectoriales. 
TEMA 2: Movimento ondulatorio II. Superposición de ondas 
1. Superposición de ondas de la misma frecuencia: Método algebraico, método 
complejo y método gráfico. 2. Ondas estacionarias. 3. Superposición de ondas de 
distinta frecuencia: Pulsaciones. 4. Velocidad de grupo. 
 
II. PROPAGACION DE LA LUZ 
TEMA 3: Teoría electromagnética de la luz. 
1. Leyes básicas de la teoría electromagnética: Ecuaciones de Maxwell. 2. Ondas 
electromagnéticas en dieléctricos lineales, homogéneos e isótropos. 3. Transversalidad 
de las ondas electromagnéticas. 4. Intensidad de la luz: Vector de Poynting. 
TEMA 4: Reflexión y refracción de la luz en medios isótropos 
1. Tratamiento electromagnético. 2. Deducción de las ecuaciones de Fresnel. 3. 
Interpretación de las ecuaciones de Fresnel. 4. Reflexión total interna. 5. Tratamiento de 
Stokes de la reflexión y la refracción. 
III. POLARIZACION 
TEMA 5: Polarización 
1. Luz natural y luz polarizada. 2. Superposición de ondas con los vectores campo 
eléctrico perpendiculares: Polarización lineal, circular y elíptica. 3. Intensidad de la luz 
polarizada. 4. Grado de polarización. 5. Polarizadores lineales: Ley de Malus. 
TEMA 6: Obtención y análisis de luz polarizada 
1. Polarización por reflexión y transmisión. 2. Polarización por doble refracción. 3. 
Polarización por absorción selectiva. Dicroismo. 4. Esparcimiento y polarización. 5. 
Retardadores. Lámina de cuarto de onda y de media onda. 6. Compensadores. 
Compensador de Babinet y de Soleil. 7. Efecto de polarizadores y retardadores sobre la 
luz. 
 
IV. INTERFERENCIAS 
TEMA 7: Interferencias por división del frente de onda. 
1. Consideraciones generales. Definición de interferencia. 2. Condiciones de 
interferencia. 3. Interferencia por división de frente de onda. Experiencia de Young. 4. 
Otros interferómetros por división del frente de onda: Biprisma de Fresnel, Espejo de 
LLoyd y el espejo doble de Fresnel. 5. Visibilidad de las franjas de interferencia: 
Influencia del tamaño de la fuente y de la monocromaticidad de la luz. 
TEMA 8: Interferencias por división de amplitud I. 
1. Lámina plano-paralela. Franjas de igual inclinación. 2. Cuña. Franjas de igual 
espesor. 3. Anillos de Newton. 4. Interferómetro de Michelson. 5. Interferómetros de 
Twyman-Green, de Jamin y de Mach-Zehnder. 
TEMA 9: Interferencias por división de amplitud II 
1. Interferencias múltiples en láminas plano-paralelas. 2. Intensidad de la luz transmitida 
y de la luz reflejada. 3. Películas antirreflejantes. 4. Interferómetro de Fabry-Perot. 5. 
Filtros interferenciales. 
TEMA 10: Optica de multicapas 
1. Matriz característica de una monocapa. 2. Coeficientes de reflexión y transmisión de 
una multicapa. 3.Multicapas antirreflejantes. 4. Multicapas de alta reflectancia. 
V. DIFRACCION 
TEMA 11: Difracción de Fraunhofer por una abertura 
1.- Concepto de difracción. 2. Difracción de Fraunhofer y de Fresnel. 3. Difracción de 
Fraunhofer por una rendija. 4. Difracción de Fraunhofer por una abertura rectangular. 5. 
Difracción de Fraunhofer por una abertura cirular. 6. Poder de resolución de los 
instrumentos ópticos. Criterio de Rayleigh. 
TEMA 12: Difracción de Fraunhofer por una doble rendija 
1. Difracción de Fraunhofer por una doble rendija. Distribución de intensidad. 2. 
Comparación entre la rendija sencilla y la doble. 3. Posición de los máximos y de los 
mínimos. Ordenes desaparecidos. 
TEMA 13: Red de difracción 
1. Red de difracción. Tipos. 2. Distribución de intensidad en una red ideal. 3. Posición 
de los máximos principales, máximos secundarios y mínimos. 4. Ecuación de la red. 
Formación de espectros. 5. Dispersión de una red. 6. Poder resolutivo espectral de una 
red. 
TEMA 14: Difracción de Fresnel 
1. Propagación libre de una onda esférica: Zonas de Fresnel. 2. Difracción por abertura 
y obstáculo circular. Curva de vibración. 3. Placa zonal. 
VI. INTERACCION LUZ-MATERIA 
TEMA 15: Introducción a la Optica Cuántica 
1. Radiación del cuerpo negro. 2. Ley de Planck. Cuanto de energía. 3. Efecto 
fotoeléctrico. 4. Efecto Compton. 5. Ondas de materia. Postulado de De Broglie. 6. 
Difracción de electrones: Experimento de Davisson y Germer. 7. Dualidad onda-
partícula. 
BIBLIOGRAFIA 
- "ÓPTICA", E. Hecht, Ed. Addisson Wesley. 
- "FUNDAMENTALS OF OPTICS", F. Jenkins and H. White, Ed. McGraw-Hill 
- "ÓPTICA", J. Casas, Librería General de Zaragoza. 
- “ÓPTICA FISICA: CUESTIONES Y PROBLEMAS” C. Vázquez, J. Pérez, D. Más, 
C. Hernández, 
 R. Fuentes y C. Illueca. Publicaciones de la Universidad de Alicante 
-"ÓPTICA", Problemas, E. Hecht, Ed. Mc. Graw-Hill. 
 
CLASES 
 
Teóricas: Se impartirá una hora y media de clase por semana durante 20 semanas. 
La asistencia es muy recomendable. 
Prácticas: Se realizarán a lo largo del curso dentro de los grupos y horarios que se 
establezcan. Las prácticas de laboratorio, se realizarán individualmente o en grupos 
de dos alumnos/as. 
 
CALIFICACION 
Examen final 
 
Se realizará un examen final que contendrá una parte de problemas, una parte de 
cuestiones teóricas y una parte de prácticas. La puntuación de este examen se distribuye 
de la siguiente forma: teoría y problemas el 85% de la nota final y el 15% restante la 
nota correspondiente a la parte de prácticas.