ÓPTICA GEOMÉTRICA: fenómenos diarios.

- Dioptrio: es la superficie refractante que separa dos medios con distinto índice de refracción.

- Dispersión: es la dependencia de la variación de la velocidad de una onda con su longitud de onda, en el vacío la velocidad de la luz es igual para todas las longitudes de onda pero en un medio material no es así, el índice de refracción es función de la longitud de onda.

- Prisma: es todo medio transparente limitado por dos superficies planas no paralelas capaz de reflejar, refractar y descomponer la luz.

Un rayo de luz monocromático incide con un ángulo φ en la cara de un prisma, siendo α el ángulo del vértice y sabiendo que el prisma está inmerso en el aire determinaremos haciendo uso de la ley de refracción (Ley de Snell) el ángulo δ que es la desviación que ha sufrido el rayo respecto a su trayectoria original. Para ello aplicaremos la ley de Snell en la primera superficie y encontraremos el ángulo de refracción para esta; luego encontraremos el ángulo de incidencia para la segunda superficie y su respectivo ángulo de refracción.

Al ser la recta ON perpendicular a la recta OA y la recta O'N perpendicular a la recta O'A los ángulos son iguales y por consiguiente:

Cuando el ángulo de incidencia ϕ disminuye el ángulo de desviación decrece al inicio y luego aumenta, haciéndose mínimo cuando el rayo dentro del prisma es perpendicular a la bisectriz del ángulo α, este ángulo es el de desviación mínima .

En el caso anterior se cumplen las siguientes igualdades y si aplicamos la ley de Snell al punto "O" considerando lo anterior obtenemos:

Este fenómeno se da cuando un rayo de luz viaja inicialmente por un medio con un índice de refracción n y atraviesa un medio con un índice de refracción n' siendo n > n', cuando esto ocurre y el rayo de luz supera el llamado ángulo limite se refracta de tal modo que no puede salir fuera del segundo medio reflejándose completamente internamente.

Lo anteriormente dicho se evidencia en el rayo "3" refractado el cual se ve que forma un ángulo de refracción de 90° respecto a la normal, el ángulo de incidencia para el cual el ángulo de refracción es de 90° es el ángulo límite, cuando el ángulo de incidencia supera el ángulo limite o ángulo critico el seno del ángulo refractado es mayor que la unidad lo cual se traduce en que estos rayos no pasan al otro medio sino que se reflejan internamente como se ve en el rayo "4".

Una importante aplicación de este fenómeno es en la fibra óptica para transportar la luz sin perdidas de energía, en la fibra óptica el material interno tiene un índice de refracción mayor que el material que la cubre, el haz de luz se propaga en la fibra con un ángulo de reflexión mayor que el ángulo limite, como sabemos la fibra óptica es ampliamente utilizada en telecomunicaciones.

- Cristalino: esta parte del ojo es en la cual nos enfocaremos ya que ella se comporta como una lente convergente, la diferencia es que no es rígida, es decir, tiene la capacidad de cambiar su radio de curvatura para así ajustar su distancia focal, este proceso se llama acomodación.

- Retina: en un ojo sano es el lugar donde se debe formar la imagen para poder ser vista con nitidez.

- Músculo ciliar: este músculo se encuentra en los extremos del cristalino y es el que le da la capacidad de cambiar su curvatura.

- Iris: es el diafragma del ojo, conformado por la pupila la cual varía su radio de abertura para dejar pasar más o menos luz.

Como ya dije en un ojo sano la imagen debe formarse en la retina, las imágenes de objetos alejados se forman directamente sobre la retina pero al variar la distancia objeto a longitudes más cercanas el cristalino debe variar su curvatura (acomodación) para así lograr que los rayos converjan en la retina, el punto situado a la distancia mínima que el ojo puede ver con nitidez un objeto se llama punto próximo y el punto situado en la distancia máxima a la que el ojo ve con nitidez se llama punto remoto el cual en un ojo normal está situado en el infinito.

Como ya sabemos las imágenes deben formase sobre la retina para poder ser vistas con nitidez el encargado de que esto ocurra es el cristalino, cuando este falla se producen las enfermedades visuales que todos conocemos entre ellas la hipermetropía y miopía.

- Miopía: cuando queremos ver objetos alejados el cristalino no realiza acomodación podríamos decir que se encuentra "relajado" y la imagen se forma sobre la retina, ahí está nuestro foco, una persona con miopía tiene "exceso de convergencia" y el foco imagen se sitúa por delante de la retina cuando el cristalino está relajado es decir, la imagen se forma delante de la retina y al alcanzar la máxima acomodación el foco se encuentra más cerca del cristalino que en un ojo normal traduciéndose esto en una deficiencia para ver objetos que se encuentran lejos, el ojo miope no ve con claridad objetos situados del infinito al punto remoto.

El arco iris es un fenómeno óptico muy llamativo e interesante que fascina a grandes y pequeños; a lo largo de la historia fueron muchos los científicos que propusieron sus teorías sobre su formación, en el se manifiesta la refracción, dispersión y reflexión total de la luz. Podemos hacer un estudio de su formación a partir de la óptica geométrica, consideraremos un rayo de luz monocromático que incide sobre un gota de agua esférica