Fundamentos de Óptica Física: Radiometría, Birrefringencia y Difracción
Radiometría
Mide ener radiante total emitida por un cuerpo.
Fotometría
Mide rad. óptica ponderada por la sensibilidad del ojo humano.
Flujo radiante (Fe, W), luminoso (F, lumen): ener emitida por t
I radiante (Ie, W/sr), luminosa (I, cd): I=dFe/dw
Irradiancia (Ee, W/m^2), luminosidad (E, lux): Ee=dFe/ds
Radiancia (Le, W/m^2*sr), luminancia (L, nit): L=dF/f(α)*ds1*dw
Aplicar un campo eléctrico externo o medio se introduce un cambio en la constante dieléctrica. N(E)=n-b1E-b2E^2 KERR:
En materiales amorfos, cristales con centro simetría. El índice no no cambia al cambiar el E y varía cuadraticamente con E. Anisotropía se crea E direcc. Privilegiada, el medio se vuelve uniaxico, E||eje óptico, aparece no y ne. Desfase inducido: δ=k(no(E)-ne(E))d.
POCKELS
Cristales sin centro de simetría. El término lineal no se anula y el índice varía linealmente con E, que es || eje óptico, tb se distingue no(E)=no-b1oE, ne(E)=ne-b1eE
Superficies de ondas en medios uníáxicos:
Tiene una hoja esférica y otra elipsoidal, en un medio isótropo, si nos alejamos de la fuente, podemos describir la onda como plana, en un medio anístropo describimos el frente de onda, como la superposición de la onda y de la envolvente de los frentes planos, siguiendo esta ecuación r=vp+ρ
La superficie de onda para rayos en medios uníáxicos tiene una hoja esférica y otra elipsoidal, la cual está tangente a la esfera en el corte con el eje. La esfera es la componente ordinaria y la extraordinaria el elipsoide.
Refracción uniaxicos
Consideremos que hay un haz pasa un medio isótopo->anísótropo podemos aplicar el principio de Huygens y la ley Snell para saber direcciones, pero NO nos da info. Sobre la polarización. Para ello descomponemos la onda en sus componentes ordinaria y extraordinaria. La polarización del rayo ordina. Es perpend a su dirección de propagación y al eje óptico. Y para el extraordin su polarización es || eje óptico. Eje óptico perpendicular al plano de reflexión: 2 circunferecias concenentricas. En incidiencia normal al medio, ambas ondas llevan la misma dirección de propagación(esfera dentro de elipse).
DIFRAC. FRAUNHOFFER: ¿cuando se da?, describir dibujo, campo Ec(P)=cte(ab)sincUsincV, U=kαa, α=sinΘ, V=kβb, β=sinφ; Intensidad, distribución ejes + max y mínimos
Anteojo de Galileo
Objetivo(conver) ocular(divergent) evita la inversión de la imagen, acoplamiento F’Objetivo = Focualar. Objetivo=PE y DA. PS:virtual, entre obje, y ocular. Ocular DC, no hay iluminación plena. El objetivo no llega a formar imag.
ABERRACIONES
BIRREFRIGENCIA
Muestras anísótropas transparentes No son visibles con iluminación ordinaria. La BIRR provoca diferente n e introduce desfase. Para ver, muestra entre dos polariza. Itransmi=1/2*I(λ)*sin^2(2α)*sin^2(δ/2). Si iluminamos con luz blanca, I=cte, la Itrans NO cte., el δ varia con λ: lámina coloreada, dep material,grosor, birri. MAT. ACROMÁTICO: birri α a λ, el δ idep del color, no aparece color, lámina gris solo cambi I. ¿Para que se usa: detectar anomal. Geología..?
LUZ ELÍPTICAMENTE POLARIZADA
Superponer OEM lineal pol. E1perpenE2, de igual frec.+ Elipse polarización. PRODUCCIÓN DE LUZ POLARIZADA. Enviar luz lineal pol desfasador(descomponoe E en 2 comp ortogonales introduce δ=+-pi/2) Proced: situar LN del desfasaro en la direcci de los ejes elipse, girar pol hasta formar α adecuado, e=tgα
DESFASADORES:
Lám. Plano paralelas de cristales uniaxicos transparentes. Se consider. Caso inciden perpendi. De la luz lineal polarizada, tras atravesar el medio E se descomp: Eord y Eextra. δ=w/c(ne-n0)d, las componentes recorren caminos ópticos difer.
LÁMINAS DESFASADORAS: desfase, dif caminos ópticos(sust. Formula), función λ/4 pol circul o elip, λ/2 giran E, pol simétrica LN. CALIBRADO DE DESFAS: determinar direc LN, 1)desfasador entre 2 polarizadores cruzados, girarlo, cuando no pasa luz, las LN cinciden con las direcciones de polarizadores, aquí el desfasador no altera la polarizaci.
Interf. Múltiple lám planoparalela
Incide. Luz mono, multipl relfexi internas entre las 2 caras, cada una genera una nueva onda. Sist. Con simetría, misma condi interferecia. Dif fase δ=k1(AB+BC)-k0(AD), diferencia de camino: Δ=2n1ecosΘ
RED DIFRACCIÓN
extensión del exp. Young a un gran número de rendijas paralelas y =espaciadas. Rendijas<<dist. De obser. (difra. Frauhofer), permiten obtener info espectral mucho más precisas. Geometría red (dibuji) se ilumina con una fuente lineal colimada. Etot = suma coherente de E producidos por cada rendija, que introducen un desfase. Luego el Etot=difracción+interferencia. Patrón difra: máx. Principales muy intensos paralelos a las rendijas, Ecuación red: 2dsinΘ=mλ. Aplicaciones:espectros de emisión, estudio de la estructura de la materia se fabrican rayando vidrio con punta de diamante. Es un proceso costoso y se usan réplicas a partir de la original.
